针对深部采场不同区域上覆岩层采动应力演化规律及液压支架载荷预测难题,采用模拟分析、现场实测与模型预测相结合的方法,揭示了深部采场三向采动应力与覆岩断裂失稳过程之间的关系,建立了基于液压支架压力监测数据驱动的支架载荷预测模型,进行了深部采场覆岩断裂失稳过程的支架载荷预测分析与验证,为深部采场顶板来压及灾害预测提供基础。采用数值模拟方法分析了采场中部、端头区域上覆岩层三向采动应力的大小、方向变化规律,以及采动应力与上覆岩层断裂失稳过程之间的关系,对比分析了采场中部、端头区域上覆岩层三向采动应力演化过程的差异,揭示了深部采场上覆岩层采动应力的演化规律。对比分析了AR模型、SVR模型和LSTM模型对支架载荷的预测效果,提出了基于聚类算法的支架载荷预测分类建模方法,对工作面中部支架、端头支架的载荷进行了预测分析。对口孜东煤矿深部采场支架载荷进行了现场实测,基于采动应力演化及覆岩断裂失稳过程研究结果,分析解释了口孜东煤矿工作面矿山压力显现频繁、来压持续时间长的现象,对比分析了支架载荷预测模型对工作面不同区域支架载荷的预测效果,验证了预测模型的可靠性。

国家重点研发计划项目（2017YFC0603005）；中国煤炭科工集团重点项目（2019-TD-ZD001）；国家自然科学基金项目（51874175）；

1 工程概况
2 采场覆岩断裂失稳的应力演化特征
2.1 采场中部区域采动应力演化特征
2.2 采场端头区域采动应力演化特征
2.3 上覆岩层采动应力与断裂失稳关系
3 液压支架载荷预测建模分析
3.1 支架载荷预测模型对比分析
3.2 基于聚类算法的支架载荷预测建模
4 覆岩断裂失稳过程及支架载荷预测验证
4.1 液压支架载荷实测分析与验证
4.2 液压支架载荷预测分析与验证
5 结论

庞义辉,巩师鑫,刘庆波,王泓博,娄金福.深部采场覆岩断裂失稳过程及支架载荷预测分析[J].采矿与安全工程学报,2021,38(02):304-316.