淺埋煤層大采高綜采面礦壓規(guī)律與支護阻力研究.pdf

1、神東礦區(qū)是我國最大的現代化能源基地，根據煤層賦存特點，一般采用一次采全高綜合機械化方式開采，采高一般為5.0m，隨著機械化程度的不斷提高，部分工作面采高已達6.0m，補連塔煤礦22303工作面采高達7.0m。隨之支架額定工作阻力不斷增加，由3500kN、7592kN、10800kN、12000kN，到目前最大達16800kN，使大采高綜采面成套設備費用不斷增加，為了掌握其規(guī)律，論文綜合運用現場實測、理論分析與計算及數值模擬等研究方法，以

2、“張家峁煤礦試采工作面礦壓規(guī)律及地表移動觀測技術研究”等課題為依托，對神東礦區(qū)淺埋煤層大采高綜采面由于采動影響上覆巖層垮落后形成的結構、礦壓顯現規(guī)律及合理的支護阻力進行了分析研究。
　　 研究認為：淺埋煤層大采高綜采面礦壓顯現的突出特點是基巖沿架后全厚切落，直接波及至地表，上覆巖層為冒落帶和裂隙帶“兩帶”，來壓期間頂板動載明顯，老頂初次來壓步距約54m，周期來壓步距平均約15m，支架運轉特性主要為一次增阻型，周期來壓期間平均工作

3、阻力達10799kN，來壓強烈，持續(xù)時間短，中部測區(qū)有60[％]支架安全閥開啟，來壓期間中部測區(qū)支架工作阻力和動載系數大于兩側測區(qū)，說明工作面中部來壓強烈。
　　 數值模擬與理論分析驗證了，淺埋煤層大采高綜采面頂板為單一關鍵層結構，頂板破斷后不能形成穩(wěn)定的“砌體梁”結構，關鍵塊易出現架后滑落失穩(wěn)，對“臺階巖梁”模型從另一種角度對關鍵塊穩(wěn)定性進行了分析，提出臺階下沉角，得出臺階下沉角與回轉角之間的關系，并將其引入“臺階巖梁”阻力計

4、算公式中。對關鍵塊分析發(fā)現采高、直接頂厚度及關鍵塊厚度及垮落長度是關鍵塊臺階下沉角與臺階下沉量的影響因素，同時發(fā)現在相同賦存條件下，隨著采高的增加，臺階下沉角也在增加。并用建立的臺階下沉角阻力計算公式計算相應大采高支護阻力與實測結果比較符合，同時發(fā)現，支架所承擔的重量遠小于上覆巖層全部重量，仍然存在明顯的載荷傳遞效應，最后確定額定工作阻力為12000kN液壓支架基本滿足淺埋煤層大采高綜采面控制頂板的要求，并且得到了現場實踐的驗證。