沟谷地貌下近距离煤层覆岩结构演化及矿压规律研究

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2025.0242

采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (2): 389-403.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0242

沟谷地貌下近距离煤层覆岩结构演化及矿压规律研究

杨涛1，2，张一铭1，2，张杰1，2，林海飞2，3，刘东1，4，朱建涛1，4，刘辉1，5，何义峰1，2，孙建平1，2，邓佳玥1，2，孙佳瑞1，2

1. 西安科技大学能源与矿业工程学院，陕西西安710054；2. 西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西西安710054；3. 西安科技大学安全科学与工程学院，陕西西安710054；4. 神木市能源局，陕西榆林719300；5. 陕西涌鑫矿业有限责任公司，陕西榆林719407

出版日期:2026-03-15 发布日期:2026-03-18
通讯作者: 杨涛，E-mail： yangtao@xust.edu.cn，Tel： 18682966978
作者简介:杨涛(1990— )，男，河南省南阳市人，博士（后），副教授，硕士生导师，从事矿山岩层控制与防治水方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目（52004200，51774229）

Study on overburden structure evolution and mine pressure law during close-distance coal seam mining under gully landforms

Online:2026-03-15 Published:2026-03-18

摘要/Abstract

摘要： 安山煤矿浅埋近距离煤层（2^-2煤和3^-1煤）开采中，下煤层开采扰动导致上部采空区覆岩结构活化，易引发矿压灾害，沟谷地貌下更为显著。研究采用现场调研、理论分析、相似模拟和数值模拟方法，得出以下结论：基于关键层理论构建悬臂梁力学模型，分析得出沟谷地段下的来压步距，提出双关键层同步破断时支架阻力计算方法。相似模拟显示，逆坡开采时覆岩双结构易发生“同步位移”引发动载矿压；声波CT监测表明关键层断裂重合处岩层垂直切落可导致地表剧烈下沉。UDEC模拟证实坡角越大越易引发双结构同步位移，逆坡开采时岩层载荷集中作用于支架，造成台阶式地表下沉和动载矿压。研究揭示了沟谷地貌下覆岩结构演化与矿压联动机制，为灾害防控提供了理论依据。

关键词: 浅埋近距离, 沟谷地貌, 覆岩结构, 矿压规律, 动压防治

中图分类号:

TD 325

杨涛, 张一铭, 张杰, 林海飞, 刘东, 朱建涛, 刘辉, 何义峰, 孙建平, 邓佳玥, 孙佳瑞, . 沟谷地貌下近距离煤层覆岩结构演化及矿压规律研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2026, 43(2): 389-403.

[1]	汪北方, 蒋嘉祺, 张学朋, 张晶. 浅埋临空下工作面开采强矿压显现诱因及支护载荷研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2025, 42(5): 1064-1075.
[2]	武兆鹏, 梁运培, 万志军, 赵米真, 王力, 李其罡, 刘思辰, 申飞. 近浅埋厚煤层开采覆岩失稳破断规律研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2025, 42(4): 868-878.
[3]	周坤友, 窦林名, 李家卓, 杨科, 马衍坤, 段敏克, 阚吉亮. 巨厚关键层对冲击矿压动静载作用机制研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2024, 41(5): 908-919.
[4]	何富连, 刘炳权, 吕凯, 高奥, 宋佳宇. 大同矿区煤层群开采覆岩结构分类及其运移特征[J]. 采矿与安全工程学报, 2023, 40(5): 972-982.
[5]	黄庆享, 高翔宇, 贺雁鹏, 蔚保宁. 浅埋近距离煤层工作面过末采煤柱覆岩结构及动载传递规律研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2023, 40(3): 517-524.
[6]	黄庆享, 王小军, 贺雁鹏, 李康华, 李军, 刘建浩, 王守印. 浅埋近距离煤层开采顶板活化结构及支架动载研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2022, 39(5): 857-866.
[7]	吴锋锋, 岳鑫, 刘长友, 余昌辉, 柳启文, 李超, 杜贝举, 杨培举, 陈毅琪. 急倾斜特厚煤层开采覆岩结构演化特征及支架工作阻力计算[J]. 采矿与安全工程学报, 2022, 39(3): 499-506.
[8]	涂敏, 林远东, 张向阳, 卜庆为, 党家鑫, 赵高明. 大空间孤岛采场覆岩结构演化与区段煤柱合理宽度研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(5): 857-865.
[9]	齐庆新, 李一哲, 李海涛, 赵善坤, 李云鹏, 赵阳, 魏向志. 冲击地压应力流思想及其控制理论初探[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(5): 866-875.
[10]	杨俊哲, 刘前进, 徐刚, 张震. 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[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(4): 655-665.
[11]	薛成春, 曹安业, 牛风卫, 王学渊, 沈志平, 唐坤. 深部不规则孤岛煤柱区冲击地压机理及防治[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(3): 479-486.
[12]	张杰, 王斌. 浅埋间隔采空区隔离煤柱稳定性及覆岩失稳特征研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(5): 936-942.
[13]	孔令海. 特厚煤层大空间综放采场覆岩运动及其来压规律研究 [J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(5): 943-950.
[14]	何团，黄志增，李春睿，洛锋，王东攀. 特厚煤层综放工作面侧向煤体应力时空演化特征[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(1): 100-105.
[15]	张培鹏，蒋力帅，刘绪峰，张贞良，刘旭. 高位硬厚岩层采动覆岩结构演化特征及致灾规律[J]. 采矿与安全工程学报, 2017, 34(5): 852-860.

沟谷地貌下近距离煤层覆岩结构演化及矿压规律研究

Study on overburden structure evolution and mine pressure law during close-distance coal seam mining under gully landforms

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价