復采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及過冒頂區(qū)頂板斷裂特征研究.pdf

1、對舊采殘留煤柱進行合理有效的復采，既是實現(xiàn)我國煤炭可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，又切實解決了當前煤礦資源回收率低的問題，延長了礦井的服務年限，具有重要的的社會意義和經(jīng)濟價值。
　　本文以圣華煤業(yè)1301復采工作面為工程背景，基于現(xiàn)場調(diào)研和地質資料，對復采工作面冒頂區(qū)進行分類，通過相似模擬實驗、理論研究及現(xiàn)場實測，分析得出復采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及過冒頂區(qū)頂板的斷裂特征。具體研究的內(nèi)容與結論如下：
　　1、通過現(xiàn)場調(diào)研歸納了舊采冒頂區(qū)的

2、六種類型：沿底留頂煤層垮落型冒頂區(qū)，沿底留頂煤及直接頂垮落型冒頂區(qū)，沿底留頂全部垮落型高冒區(qū)，沿中留底煤層垮落型冒頂區(qū)，沿中留底落煤及直接頂垮落型冒頂區(qū)，沿中留底全部垮落型高冒區(qū)。
　　2、相似模擬實驗研究表明：①復采工作面推進至距冒頂區(qū)一定距離時，上方基本頂容易沿冒頂區(qū)前方煤柱邊緣形成高厚度、長跨距的超前大斷裂；②復采工作面周期來壓呈現(xiàn)不規(guī)律的特點，其中過冒頂區(qū)時形成的超前大斷裂對采場來壓影響較大，模擬實驗中各次周期來壓步距分布

3、為9.2m~25m，來壓強度分布為8508KN~16200KN，頂板冒高分布為24.3m~32.8m，超前大斷裂引起的第二次周期來壓強度為16200KN，是初采時的3.21倍，實際回采時應提前做好支護措施；③復采工作面支架的工作阻力隨著其與冒頂區(qū)距離的減小而上升，峰值出現(xiàn)在中間煤柱完全破壞或工作面與冒頂區(qū)貫通處，其數(shù)值隨冒頂區(qū)跨度的增加而增大，工作面在通過冒頂區(qū)時，由于頂煤未能與支架頂梁完全壓實，工作阻力隨之降低。
　　3、分析復

4、采工作面過冒頂區(qū)頂板斷裂的力學模型可知：冒頂區(qū)的存在弱化了礦山壓力沿懸臂梁傳遞的效果，基本頂極易在冒頂區(qū)上方提前斷裂，形成超長的巖塊，支架將受到更多載荷，處于危險狀態(tài)?；谏鲜隼碚摲治觯疚耐ㄟ^理論推導分別得出復采工作面過冒頂區(qū)支架工作阻力的計算方法以及基本頂關鍵巖塊不發(fā)生失穩(wěn)的條件，為實際復采工作面安全通過冒頂區(qū)提供理論依據(jù)。
　　4、現(xiàn)場實測得出復采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律如下：①復采工作面頂板可能出現(xiàn)超前斷裂，致使斷裂后的頂板沿工

5、作面前方下切，使支架前柱受力加大，造成液壓支架偏載現(xiàn)象嚴重且分布不均勻，實測中支架后柱初撐力為前柱的20.4％，后柱的工作阻力僅為前柱的13.8%；②復采工作面頂板來壓不規(guī)律，基于前后柱受力不均且后柱受力多數(shù)為零這一現(xiàn)象，提出以支架后柱受力突變作為頂板來壓的判別標準，并得出各測線周期來壓步距最小7.2m，最大17.2m，平均12.4m；③沿工作面方向，液壓支架處于不同圍巖條件下，工作阻力均呈現(xiàn)為中部大，端頭小的特點；④復采工作面支架推進