贾俊英

（阳泉煤业集团天安煤矿，山西 忻州 034000）

1 工程概况

阳泉煤业天安煤矿20103 工作面位于矿井西部，北至井田矿界，南部为201 采区三条下山，东部为20101 回采工作面，西部为规划20105 回采工作面。工作面开采2 号煤层，地面标高+1513～+1635 m，井下工作面煤层底板标高为+1322～+1365 m，埋藏深度为148～285 m，煤层厚度平均5.6 m。工作面采用放顶煤开采，截割高度2.5 m，放煤高度3.1 m，采放比1:1.24，循环进度0.6 m，放煤步距0.6 m。工作面煤层结构简单，含1～3层夹矸，夹矸厚0.31～0.49 m左右，夹矸岩性多为泥岩或炭质泥岩，直接顶板、底板均为泥岩，岩层遇水易膨胀。

由于煤层开采空间较大，采空区顶板垮落的高度会达到开采空间的2.0～2.5 倍，直接顶可能会全部冒落导致更上方顶板出现不同的结构形式，尤其是在顶煤含有夹矸层的情况下，顶煤冒放性受到一定影响，顶板形成的承载结构也会产生差异。探究含夹矸顶煤的冒放性机理并针对夹矸层采取适当技术措施，是实现大采高综放面安全生产的重要途径。

2 20103 综放面含夹矸顶煤冒放性分析

（1）含夹矸顶煤力学结构分析

根据对矿井其他工作面放煤顶板运移特征的分析，后方直接顶垮落结构对顶煤及夹矸的破断影响不同。根据采空区直接顶与顶煤及夹矸位置的不同，可以将含夹矸顶煤力学结构划分为两端简支梁、一端固支一端简支梁和一端固支一端自由梁三种状态，如图1。

图1 含夹矸顶煤力学结构示意图

在形成两端简支情况下，两端铰接结构的强度较大，在上方载荷的挤压下沉作用下，顶板裂隙向煤体和夹矸部位传递，裂隙逐渐累积加大了含夹矸顶煤的破碎状态，顶煤较容易冒放下落。……