张园园

(陕西黄陵二号煤矿有限公司，陕西 延安 727307)

0 引言

煤炭能源的安全高效开采是西部矿区普遍面临的问题。为了满足由新时代下国内主要矛盾的转化对能源的大量需求，煤炭资源开采埋深已经迈入第二深度[1]。深部开采中地质结构复杂，应力及应力传播发生明显变化，给煤炭开采带来了巨大的挑战。根据科学采矿和煤炭革命3.0的煤炭生产理念[2]，煤炭安全生产必须根据煤层赋存条件、围岩结构特征、采动特点等，分析岩层运动及支架受力特征，对安全生产具有现实必要性。黄陇矿区是我国14个亿吨大型煤炭基地之一，煤炭储量丰富，顶板结构变化大。其中埋深500 m以上占到总储量的65%以上。长壁工作面一次采全高开采过程中，复合顶板断裂失稳直接影响支架稳工况。受时空、覆岩结构、地质构造等因素影响，2018年10月至2019年3月，黄陵矿区顶板动力学灾害频发。多场应力叠加与演化致灾为现场安全防控提出了难题。

进入深部开采后受地质力学影响，矿井呈现典型的“三高一扰动”的运动特点[3-8]。随着煤炭资源不断向深部迈进，岩层运动及支架选型的实践探索及研究具有现实必要性。为此，以陕西黄陵二号井为背景，以顶板控制为目标，通过现场调查、数值计算、理论分析和现场监测开展深部大采高工作面群岩层运动及支架选型的研究，对深部矿井建立科学—安全—和谐的开采模式，具有现实的必要性。

1 工程背景

1.1 井田特征

陕西黄陵二号煤矿位于黄陇矿区中部，黄陵矿区西北部，是典型的瓦斯油型气共生矿井和智能化生产矿井[9-11]。……