大倾角大采高工作面煤矸互层顶板漏冒规律研究

作者

伍永平^1,2，杨文斌^1,2，解盘石^1,2，刘旺海^1,2

作者单位

1.西安科技大学 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室, 陕西 西安 710054

2. 西安科技大学 能源学院, 陕西 西安 710054

摘要 

为了保证大倾角大采高综采工作面在煤矸互层顶板下的安全高效开采，解决工作面频 繁发生顶板漏冒的问题。采用物理相似模拟实验与理论分析等方法对大倾角大采高工作面煤矸互层顶板应力分布与演化规律、破坏与漏冒特征进行研究。结果表明：工作面回采时，煤矸互层顶板受压在支架顶梁上方断裂；移架过程中煤矸互层出现离层、台阶下沉等现象，支架支护阻力急剧增大，断裂煤矸层因支架反复支撑作用而挤压破碎，当支架支护作用削弱时，支承应力向工作面前方煤体转移，工作面前方支承压力逐渐增大、应力集中，导致煤矸互层顶板超前断裂、煤壁片帮，破碎煤岩体从支架前方沿煤壁片帮处漏冒。通过理论分析，发现煤矸互层漏冒前，工作面顶板剧烈下沉，提出以控制顶板下沉量的方式来预防煤矸互层架前漏冒，具体防治措施为：带压移架、提高支架支护初撑力、提高煤壁稳定性。

关键词 

大倾角煤层；大采高工作面；煤矸互层；工作面顶板；冒顶事故；矿压显现

主要图表 

图 1  煤岩层综合柱状

表 1 煤岩力学参数

图 2  模型岩层特性

图 3  走向支承压力分布

表 2  不同推进度下支承压力特征

图 4  支架工作阻力与工作面推进距离的关系

表 3  顶板周期来压特征

表 4  煤矸互层漏冒时工作面应力演化特征

图 5  煤矸互层顶板漏冒过程

图 6  煤矸互层漏冒前顶板悬露的瞬时受载

引用格式

伍永平，杨文斌，解盘石，等. 大倾角大采高工作面煤矸互层顶板漏冒规律研究 [J]. 煤炭工程，2020，52（12）: 85-90.

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