采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (4): 655-665.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.0083

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8.8 m支架超大采高工作面矿压规律及覆岩破断结构研究

杨俊哲,刘前进,徐刚,张震   

  1. 1.神华神东煤炭集团有限责任公司,陕西 神木 719315;2.中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013; 3.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013
  • 出版日期:2021-07-15 发布日期:2021-07-27
  • 通讯作者: 刘前进 E-mail:liuqianjin@tdkcsj.com
  • 作者简介:杨俊哲(1964—),男,陕西省洋县人,教授级高级工程师,博士,从事煤矿安全高效生产技术以及岩层控制等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2017YFC0804301);中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项面上项目(2018MS020);天地科技开采设计事业部面上基金项目(KJ-2018-TDKCZL-07)

Strata behavior regularity and overlying strata broken structure of super large mining-height working face with 8.8 m support

  • Online:2021-07-15 Published:2021-07-27

摘要: 针对8.8 m支架超大采高工作面矿压显现强烈而顶板活动规律不明的问题,以神东上湾煤矿12401工作面为研究对象,采用矿压大数据分析手段研究了8.8 m支架超大采高工作面矿压显现规律,采用微震监测、顶板深基点位移监测、数值模拟、理论分析等综合手段研究了工作面覆岩运移破断结构特征,并通过分析二者的时空关系,研究了覆岩破断对工作面矿压显现的作用机理。研究结果表明:12401超大采高工作面具有周期来压步距短、来压持续时间长、动载矿压强烈、来压急增阻、非来压恒阻或缓增阻等浅埋采场矿压显现的典型特征,工作面矿压显现与埋藏深度有显著的正相关性,在埋深180 m以浅,工作面存在大小周期来压的现象。工作面上覆岩层存在高位主控岩层和低位主控岩层(基本顶)2个主控岩层,高位主控岩层以下、直接顶以上顶板运动受低位主控岩层控制,呈整体性切落破断运动特征,在垂直方向形成“切落体”结构形式;切落破断后的块体依靠破断面之间的挤压力和滑动摩擦力作用,处于缓慢的滑落下沉状态,在水平方向形成“挤压平衡拱”结构,进而提出了8.8 m支架超大采高工作面“切落体+挤压平衡拱”结构模型。论文分析了“切落体+挤压平衡拱”结构的特征及形成条件,得出了8.8 m支架超大采高工作面近、远场顶板结构失稳与采场大小周期来压的内在联系及作用机制,给出了维持采场顶板稳定所需的支架工作阻力。

关键词: 超大采高, 切落体, 挤压平衡拱, 矿压规律, 覆岩破断结构

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