8.8 m支架超大采高工作面矿压规律及覆岩破断结构研究

【摘要】：针对8.8 m支架超大采高工作面矿压显现强烈而顶板活动规律不明的问题,以神东上湾煤矿12401工作面为研究对象,采用矿压大数据分析手段研究了8.8 m支架超大采高工作面矿压显现规律,采用微震监测、顶板深基点位移监测、数值模拟、理论分析等综合手段研究了工作面覆岩运移破断结构特征,并通过分析二者的时空关系,研究了覆岩破断对工作面矿压显现的作用机理。研究结果表明:12401超大采高工作面具有周期来压步距短、来压持续时间长、动载矿压强烈、来压急增阻、非来压恒阻或缓增阻等浅埋采场矿压显现的典型特征,工作面矿压显现与埋藏深度有显著的正相关性,在埋深180 m以浅,工作面存在大小周期来压的现象。工作面上覆岩层存在高位主控岩层和低位主控岩层(基本顶)2个主控岩层,高位主控岩层以下、直接顶以上顶板运动受低位主控岩层控制,呈整体性切落破断运动特征,在垂直方向形成"切落体"结构形式;切落破断后的块体依靠破断面之间的挤压力和滑动摩擦力作用,处于缓慢的滑落下沉状态,在水平方向形成"挤压平衡拱"结构,进而提出了8.8 m支架超大采高工作面"切落体+挤压平衡拱"结构模型。论文分析了"切落体+挤压平衡拱"结构的特征及形成条件,得出了8.8 m支架超大采高工作面近、远场顶板结构失稳与采场大小周期来压的内在联系及作用机制,给出了维持采场顶板稳定所需的支架工作阻力。