浅埋近距离煤层开采顶板活化结构及支架动载研究

作者:黄庆享; 王小军; 贺雁鹏; 李康华; 李军; 刘建浩; 王守印
来源:采矿与安全工程学报, 2022, 39(05): 857-866.
DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0358

摘要

为了揭示上煤层垮落顶板“活化”结构对间隔岩层关键层结构的载荷传递和支架动压机理,以陕北某矿北翼东区1-2与2-2煤层开采为背景,采用物理相似模拟、UDEC数值计算、理论分析及工程实例验证相结合的方法,研究了上煤层垮落顶板“活化”结构及向下煤层工作面的载荷传递特征,建立了“间隔关键层-上覆垮落顶板活化结构层”双结构力学模型,揭示了浅埋近距离煤层采场支架动载主要由上煤层垮落顶板“活化”结构引起。研究表明:下煤层开采后上煤层垮落顶板“活化”结构层呈现“砌体梁”结构,间隔关键层周期破断后形成“台阶岩梁”结构;上煤层垮落顶板“活化砌体梁”结构与间隔岩层“台阶岩梁”结构同步运动呈现大周期来压,非同步运动呈现小周期来压。通过建立顶板双结构力学模型,给出了支架动载计算公式,得出顶板双结构同步来压载荷作为工作面支架选型的依据,并通过实例分析验证了公式的可靠性。

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