余北建

(阳泉煤业(集团)有限责任公司，山西 阳泉 045000)

传统“三带”理论认为[1]，工作面向前推进，顶板岩层悬露继而破坏垮落，在顶板垮落过程中，上覆岩层可形成垮落带、裂隙带和弯曲下沉带，三个岩层移动和变形各有特点的空间区域。煤炭在地下开采过程中，岩体不断受到扰动，应力重新分布并引起采场围岩破断垮落[2]。国内外学者就矿山压力与岩层移动开展了大量研究工作，提出了“压力拱假说”“自然平衡拱”“悬臂梁假说”“预成裂隙假说”“胶接岩块假说”和“传递岩梁假说”等多种理论假说[3-5]。

寺家庄煤矿布置底抽巷抽采上覆煤层瓦斯掩护巷道掘进，回采期间需布置高位瓦斯抽放巷、低位瓦斯抽放巷以治理采空区与上隅角瓦斯，一个工作面的回采需要布置6条巷道，致使煤矿现场施工管理条件复杂、工程量大、采掘衔接异常困难，将底板岩石抽放巷与低位瓦斯抽放巷合二为一，既可用于预抽本煤层瓦斯掩护煤巷掘进，也可兼顾抽采上隅角与采空区瓦斯。因此应先研究工作面回采过程中上覆岩层裂隙动态发育规律，分析划定裂隙发育带区域。寺家庄煤矿15106工作面覆岩破坏规律的研究手段包括理论分析[6]、数值模拟[7-9]、相似材料模拟实验[10-13]，得到覆岩裂隙动态发育规律，划分“三带”高度。

1 工程概况

寺家庄煤矿15106综采工作面主采15#煤层，平均埋深480 m。 15106工作面可采走向长度1 484 m，采长286.2 m，共有5条巷道，分别为进风巷、工作面底板岩石预抽巷、高抽巷、工作面低位抽放巷、回风巷，采用“一进两回”通风方式。……