复采工作面过空巷顶板稳定性关键因素及计算方法

本文主要探讨了"复采工作面过空巷顶板稳定性"这一关键课题。复采工作面在进行开采过程中，往往会遇到过平行空巷的情况，这涉及到支架支护的重要问题。作者通过对现场调研和理论分析，首先构建了一个过空巷采场基本顶破断的力学模型，该模型考虑了三个主要因素：一是复采工作面与空巷之间的煤柱宽度，这是影响顶板稳定性的重要参数；二是复采工作面与周期断裂线的距离，这决定了顶板周期性来压的影响范围；三是空巷本身的宽度，它也间接影响着顶板的支撑状况。 研究发现，随着复采进行，工作面与空巷间的煤柱会逐渐失稳，导致顶板失去煤柱支撑，使得基本顶梁的悬臂部分增加。当这个悬臂长度达到周期来压步距时，悬臂梁会在固定端发生断裂。利用Bieniawski公式，作者进一步推导出了确定煤柱失稳的临界宽度W*和导致基本顶超前断裂的空巷临界宽度A0。这些临界值对于确保顶板稳定性和支架设计至关重要。 接着，作者根据过空巷采场的基本顶破断力学模型，对基本顶来压力学模型进行了调整，特别关注了断裂岩块尺寸，以适应复采工作面的具体条件。经过调整后的模型计算得出，复采工作面在过空巷期间，支架所需的最小支护强度为10,910.77千牛顿/架，这一数值对于确保支架在矿压作用下的安全稳定具有指导意义。 作者以圣华煤业的复采工作面为例，对其过空巷期间的矿压观测数据进行了分析，结果显示工作面的最大工作阻力为9,656千牛顿/架，这与计算出的支架支护强度相吻合，证明了计算方法的有效性。本文的研究对于理解和优化复采工作面过空巷时的顶板管理，提高支架设计的精准性和安全性具有重要的实践价值。