7.5米大采高综采面支架工作阻力研究——以小保当矿2-2煤层为例

"小保当矿2-2煤大采高综采面支架工作阻力确定" 在煤炭开采领域，小保当矿2-2煤层的7.5米大采高综采面是一个开创性的尝试，这在中国是首次。面对如此高的开采高度，矿井安全与稳定性成为关键问题。为了确保生产安全，研究者通过相似材料模拟实验深入探究了工作面的开采特性。 实验结果显示，覆岩中的坚硬岩层在开采过程中形成了动态交替的"悬臂梁"和"砌体梁"结构，这种结构变化导致顶板呈现出大小周期性来压的现象。工作面承受的压力频繁且强烈，平均周期来压步距约为17.72米。此外，煤壁附近的支承压力峰值出现在距离煤壁12到24米的位置，这对煤壁的稳定性造成了严重影响，导致压剪破坏区的范围扩大，破坏程度加剧，容易引发煤壁片帮，即煤壁因压力不均而崩落。进一步，覆岩的运动甚至波及到了地表，对地质环境构成潜在威胁。 根据实验数据和综合计算分析，研究人员建议采用5.15米×2.05米的两柱掩护式支架，其工作阻力设定为22,000千牛（压强为2.08兆帕），以有效应对上述压力挑战。这样的支架设计能够满足安全生产的需求，防止顶板下陷和煤壁失稳，保障开采过程的稳定性和安全性。 这项研究不仅对小保当矿的开采实践具有直接指导意义，也为类似条件的矿井提供了有价值的参考。对于7.5米及以上的大采高综采面，如何合理选择和设计支架以抵御巨大的支承压力，以及如何预防和控制煤壁片帮等灾害，都是未来煤炭开采技术发展的重要课题。通过科学研究和技术应用，可以不断优化开采工艺，提高矿井的经济效益，同时确保矿工的生命安全和环境保护。