魏宝贞 石文朋 陈兆生

（兖州煤业股份有限公司东滩煤矿，山东 邹城 273500）

坚硬顶板工作面受上覆坚硬岩层特性影响，开采期间前方应力集中程度更高，更易导致冲击地压事故、顶板事故等矿山灾害的发生。学者们对工作面超前支承压力相关问题做了大量研究，取得了颇为丰硕的成果[1-6]。矿井实际开采中坚硬顶板工作面影响条件更为复杂，各种影响因素权重不同，对工作面超前支承压力的影响更加不同。为此通过数值模拟及数据处理系统对影响坚硬顶板工作面超前支承压力的4 种主要因素进行分析，确定其影响程度，对合理设计超前支护参数及预防矿井灾害发生具有重要意义。

1 工程概况

运河煤矿6304 工作面北临6302 工作面采空区，南面靠近-725 西翼胶带大巷，南部135 m 左右为另一矿井3312 工作面采空区。煤层直接顶为粉砂岩，厚度较薄，仅为1 m 左右；基本顶为细砂岩，厚度约为15 m，属于坚硬厚岩层。工作面标高-600～-760 m 之间，地面标高为+35.62～ +36.86 m 之间，工作面平均埋深约716 m。位置平面图如图1。

图1 6304 工作面位置平面图

2 不同因素影响下超前支承压力数值模拟

2.1 模型基本参数

根据6304 工作面现场地质条件， 利用UDEC2D 软件进行模拟。确定数值计算模型尺寸为250 m×100 m（长×宽），模型采用摩尔-库伦本构模型，在模型x、y 方向上施加水平约束，底部施加垂直约束，顶部为自由边界，最后需要在模型顶部施加竖直方向的等效荷载模拟上覆岩层的自重。考虑到边界效应的影响，两边界处留有30 m宽的煤柱。

2.2 模拟方案设计

为研究开采深度、采高、直接顶厚度、基本顶厚度4 种不同因素对坚硬顶板工作面超前支承压力变化程度的影响，以6304 工作面实际开采地质条件作为基准方案，设计8 种差异化对比方案，具体参数见表1。……