特厚煤层坚硬顶板强矿压显现机理及窄煤柱控制技术

"特厚煤层坚硬顶板临空煤巷强矿压显现机理及控制技术" 这篇资源探讨了在大同矿区石炭系3-5号特厚煤层开采中遇到的严峻挑战，特别是在留设38~43米区段煤柱条件下，临空煤巷超前支护段出现了严重的矿压显现问题，如强烈变形和动力冲击。研究人员通过理论分析、现场实测和数值模拟的方法，揭示了这一现象背后的机理。 首先，研究指出，两个相邻采空区的高支承压力相互叠加，以及煤岩体自身的蠕变效应是导致临空煤巷超前支护段出现强矿压显现的主要原因。此外，工作面上覆的K3亚关键层的破裂会形成一个高支承压力区，其影响范围可达到110~150米。在此基础上，作者提出了“面周比”的概念，即工作面周长与煤柱宽度的比例，发现随着面周比的增大，支承压力的峰值强度和峰值位置呈现线性增长，但支承压力的影响范围基本保持不变。 为了应对这一挑战，研究人员提出了特厚煤层坚硬顶板留窄煤柱护巷技术。这种技术在塔山煤矿8204工作面5204巷的现场试验中得到了验证，成功地减少了矿压对工作面的影响，确保了生产的顺利进行。 这一研究成果对于理解特厚煤层坚硬顶板条件下的矿压规律，优化煤柱尺寸，以及设计有效的支护策略具有重要意义。它不仅有助于提升煤矿的安全性，还能提高煤炭开采的效率和经济效益。未来，类似的分析方法和技术可能被应用于其他具有类似地质条件的矿区，以解决类似的问题。