特厚煤层大采高综放工作面覆岩结构与支架阻力分析

"特厚煤层大采高综放工作面覆岩结构及支架工作阻力研究" 本文主要探讨了特厚煤层大采高综放工作面的覆岩结构及其对支架工作阻力的影响，以同忻煤矿8107工作面为实例进行深入研究。在煤炭开采过程中，覆岩结构的稳定性和变化对工作面的安全和效率至关重要。文章指出，在正常开采阶段，大采高综放工作面的直接顶容易形成一种具有整体性的倒台阶组合悬臂梁结构。这种结构的破坏和回转是导致支架承受较大压力的主要原因。 作者通过理论分析和现场观测，构建了覆岩力学模型，用于计算和理解支架的工作阻力。在来压期间，即矿层压力显著增加的阶段，高位砌体梁结构与低位悬臂梁结构结合，形成"砌体梁—悬臂梁"的复合结构。当砌体梁因滑落失稳时，会引发悬臂梁结构的协同回转，这可能导致工作面的强冲击来压，对开采作业带来极大的安全挑战。 通过对8107工作面的实际测量，正常回采时支架的工作阻力约为26 MPa（相当于9750 kN），而在来压时期则升至40 MPa（相当于15000 kN）。这些数据与理论计算结果相符，显示出该模型的有效性。文章还提到，该工作面采用的ZF15000/27.5/42型四柱低位放顶煤支架在实际工况下表现良好，能够满足生产需求。 本研究对于理解和优化特厚煤层大采高综放工作面的开采策略具有重要意义，不仅有助于预测和控制支架的工作阻力，减少矿压对开采设备的损害，还能预防因覆岩结构变化引发的事故，提高矿井的安全生产水平。此外，这些研究成果也为其他类似地质条件的煤矿提供了理论指导和技术参考，有助于推动整个煤炭行业的科技进步和安全生产标准的提升。