摘要： 采用相似实验模拟31114工作面开采覆岩运动特征,基于关键层“砌体梁”结构理论,分析强矿压显现诱因,划定强矿压显现区域,核算液压支架合理支护载荷。研究结果表明:工作面开采覆岩基本顶关键层与层间关键层周期性破断、垮落,产生大、小周期来压。工作面推进80 cm和152 cm时,开切眼和工作面附近覆岩测线8和测线11上非编码点沉降位移断崖式增大,开切眼附近覆岩测线上非编码点沉降位移曲线斜率更大;且矿压显现尤为强烈,支架承载应力迅速增至极大峰值4.35 MPa。工作面实体煤下开采大、小周期来压步距约为30 cm和15 cm,均较上覆采空区区域周期来压步距(25 cm和12 cm)略有增加,而大周期来压强度较为缓和,支架承载应力为3.65 MPa。建立覆岩关键层破断关键岩块“砌体梁组”结构力学模型及失稳判据,识别基本顶关键层破断关键岩块“砌体梁”结构为回转变形失稳类型,层间关键层破断关键岩块“砌体梁”结构可发生剪切滑落失稳或回转变形失稳。阐明等效开采厚度增加,关键层破断关键岩块“砌体梁组”结构同步失稳,覆岩垮落行程增大诱发整体台阶下沉,矿压剧烈显现。同时,确定工作面进上覆采空区60 cm和出上覆采空区12 cm临近区域为强矿压显现区,并算得液压支架支护载荷不小于17 319.58 kN时,覆岩关键层破断关键岩块“砌体梁组”结构滞后工作面失稳、垮落,强矿压发生于后方采空区内,有效缓解工作面压力,为浅埋近距离煤层工作面开采强矿压显现控制提供重要的理论参考依据。

关键词: 浅埋近距离煤层, 强矿压显现, “砌体梁”结构, 失稳判据, 支护载荷

中图分类号: 

• TD 325