为探究特厚煤层对超大采高综放工作面液压支架的压架机理和工作阻力计算方法，以大同矿区塔山井田为背景，通过相似模拟试验和理论分析研究了特厚煤层大采高综放采场上覆岩层结构特征及其演化规律，建立了上覆岩层“组合简支梁”和“砌体梁”的结构模型，并对其进行了力学解析，研究结果表明：（1）特厚煤层综放开采空间大，覆岩受影响范围广，上覆岩层存在多层厚硬岩层时，在高位易形成砌体梁结构，低位岩层形成“组合悬臂梁”结构，随工作面推进该结构先后经历了“回转—分离—反向回转—滑落”的运动过程。（2）组合悬臂梁发生破断后向采空区一侧发生回转并对液压支架产生变形压力，随后“组合悬臂梁”结构发生滑动分离，形成“组合简支梁”结构，并将上覆岩层的荷载通过顶煤传递至工作面液压支架，当荷载大于支架工作阻力时易引发压架事故。（3）通过力学分析，获得了“组合简支梁”结构任意层位岩层煤壁侧支撑力的表达式，并依次迭代获得该结构作用于支架上方顶煤处的压力，提出了低位“组合简支梁”结构作用下的特厚煤层超大采高综放工作面液压支架工作阻力的计算方法。其中“组合简支梁”结构作用于液压支架上的荷载由结构中各岩梁的厚度、长度、破断角和回转角决定。上述研究结果为进一步分析特厚煤层超大采高综放开采工作面支架围岩关系这一矿压控制的核心问题提供理论依据，对特厚煤层智能化超大采高开采设备的选型和自动控制有一定借鉴意义。

1 相似模拟试验
1.1 工程背景
1.2 模型材料参数
1.3 模型制作
2 上覆岩层结构特征及其演化模型
2.1 结构特征
2.2 演化模型
3 覆岩结构的力学解析
3.1 结构模型
3.2 力学分析
4 工程实践
5 结论

郭军,王子,冯国瑞,等.基于低位覆岩结构力学解析的特厚煤层大采高综放工作面支架工作阻力计算方法[J/OL].煤炭学报,1-14[2024-12-27].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0858.