小纪汗煤矿工作面顶板破断结构对巷道矿压影响的深度剖析

本文主要探讨了小纪汗煤矿工作面顶板破断结构对巷道矿压影响的规律。在西部矿区，特别是在脆性煤体上覆盖有厚层基本顶的地质条件下，当进行二次采动时，巷道围岩常常出现显著的整体变形和支护结构失效问题。研究者采用了理论分析与现场实测相结合的方法，聚焦于工作面基本顶侧向破断的关键区域，特别是从一次采动时的固支悬臂梁结构变化到二次采动时的双拱结构这一关键过程。 文章的核心研究对象是巷道上方基本顶的侧向破断长度，其与煤层厚度、基本顶的力学特性、上覆载荷以及区段煤柱参数之间的关系是研究的重点。通过深入分析，作者建立了基本顶侧向破断长度与这些因素的量化关系式，并给出了不同破断结构下煤柱载荷的数学表达式。研究发现，工作面超前段基本顶侧向断裂形成的一个关键特征——"双拱"铰接结构，对巷道矿压的强烈显现起着决定性的作用。如果区段煤柱宽度设置不合理，可能会引发叠加应力效应，加剧巷道整体变形，最终导致支护结构的失效。 这项研究成果对于解决类似工程条件下巷道围岩控制和合理设置区段煤柱具有重要的指导意义。通过对基本顶结构的深入理解，可以制定出更为有效的巷道设计和支护策略，从而减少矿压带来的工程风险，保障矿井的安全和经济效益。因此，该研究对于优化煤矿开采技术、提高生产效率以及保障矿工安全具有实际价值。