王 泽

(中煤科工集团北京华宇工程有限公司，北京 100120)

浅埋深煤层由于其特殊的赋存条件，其矿压显现具有如下特征：来压步距小，来压强烈；工作面覆岩垮落基本上为垮落带和断裂带“两带”；工作面上方顶板破断运动直接波及地表；来压的主要特征是顶板大面积冒顶并呈现台阶下沉。其矿压特征受诸多因素的影响，如地表松散层厚度、基岩层厚度、地表地形、上覆岩层性质等客观地质因素和采高、推进速度等主观可控因素[1-3]。

目前，井下采场矿压理论和假说具有代表性的主要有：压力拱假说、悬臂梁假说、砌体梁理论、铰接岩块假说、传递岩梁理论、关键层理论等[4-6]。但上述理论和假说主要聚焦于采场推进方向的顶板覆岩结构和矿山压力显现规律，且大都认为采场支架载荷与采场推进时形成的临时结构及煤层厚度有关，而与工作面长度关系不大。对于无关键层的浅埋深、厚基岩松软顶板采场的工作面长度变化对采场矿压规律影响的有关研究尚未发现。本文以铁煤集团敬老院煤矿为例，分析了浅埋深、厚基岩松软顶板情况下，工作面长度方向的“压力拱”结构，并通过数值模拟和现场观测的方法研究了不同工作面长度的矿压特征。

1 工程概况

铁煤集团敬老院煤矿现开采4-2煤层，结构简单，煤厚2.30～4.01m，平均煤厚3.3m，平均单轴抗压强度为11MPa，倾角0°～4°。煤层瓦斯含量较小，含硫量高。煤层自然发火期为3～6个月，极易自燃。煤层埋深120.2m，基岩以泥岩和泥页岩为主，属第四纪沉积。……