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作者
刘晓刚 张震 刘前进 任建超
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单位
中煤科工开采研究院有限公司天地科技股份有限公司开采设计事业部陕西陕煤曹家滩矿业有限公司
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摘要
针对以榆神矿区为代表的近浅埋厚松散层超大采高顶板控制问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测的手段分别对10m超大采高综采工作面来压规律、顶板结构及工作面强动载矿压控制方法展开了分析研究,结果表明:(1)近浅埋厚松散层超大采高顶板破断形态为“低位悬臂梁(等效直接顶)+高位砌体梁(关键层结构群)”组合形式,高位砌体梁失稳载荷与松散层厚度呈正相关关系,并随着基岩层承载能力增强而降低;(2)当基载比Jz≤1.5时,覆岩层内的“垂直应力卸压区”和“水平应力集中区”影响范围将随着基载比增大而扩大,高位“关键层结构群”承载能力和结构稳定性逐渐提升,并有利于工作面整体来压步距的增大和来压强度减弱;(3)当基载比Jz>1.5时,顶板岩层应力环境变化受基载比影响减弱,高位基岩层结构与松散层载荷趋于平衡,工作面强动载矿压风险显著降低。根据顶板结构特征及工作面来压规律,提出了强矿压防治对策:在基载比Jz≤1.5区域内,提升高位“关键层”结构承载能力是降低工作面来压强度的关键,应精准判定关键层位置,避免对承载结构关键层进行区域弱化措施;在基载比Jz>1.5区域内,采取降低采高或对低位厚硬顶板进行区域弱化,以提高采空区充实率能够更有效地降低工作面来压强度。研究结论在超大采高顶板区域压裂强矿压防治工业实践中得到验证和应用,并取得了理想效果。
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关键词
榆神矿区近浅埋开采多关键层10m超大采高综采厚松散层基载比区域压裂
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文章目录
0 前言
1 矿井概况
1.1 工程背景
1.2 开采盘区及工作面矿压显现规律
1.2.1 盘区整体来压特征
1.2.2 超大采高覆岩破断及工作面来压特征
2 不等厚松散层覆岩应力演化及围岩变形规律
2.1 应力环境演化特征
2.2 顶板矿压显现规律
3 工作面顶板结构稳定性分析
3.1 顶板破断结构形态
3.2 工作面支护阻力分析
3.3 关键层结构稳定性分析
3.3.1 应力环境因素
3.3.2 顶板结构因素
3.4 强矿压影响因素及防控思路
4 强矿压防治工业试验
5 结论
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引用格式
刘晓刚,张震,刘前进,等.近浅埋超大采高工作面来压规律及顶板控制研究[J/OL].煤炭科学技术,1-16[2025-03-21].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.td.20250320.0854.001.html.
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