大采高工作面矿压规律与顶板控制策略研究

"本文主要探讨了成庄矿4322大采高综采工作面的矿压规律及其顶板控制方法。通过数值模拟软件FLAC3D对工作面顶板应力进行了计算，发现在工作面前方约15米处存在22.6 MPa的支承压力峰值。为确保顶板安全，研究了支架的工作阻力需求，提出在限定变形状态下应选用12000 kN的液压支架，并针对大采高工作面的采煤工艺，制定了中间架和端头架的操作规程。" 在煤炭开采过程中，大采高工作面的矿压规律是一项重要的研究课题，它直接影响着工作面的安全和生产效率。成庄矿4322工作面采用的是3号煤层，煤层厚度约为6.5米，埋深500米，地应力约为12.5 MPa。工作面的巷道布置包括进风巷和回风巷，巷道尺寸和间距经过精心设计，以适应大采高的开采需求。 在矿压规律研究方面，通过对历史数据的分析，发现直接顶的垮落步距一般在10至15米，基本顶初次来压和周期来压步距分别为30至40米和10至20米。这些数据对于预测工作面的矿压活动至关重要，可以指导工作面的支护策略。 为了有效控制顶板，研究人员利用FLAC3D进行数值模拟，计算得出工作面前方的支承压力峰值。这一发现强调了在工作面布置液压支架的重要性，以承受和分散顶板的压力。研究发现，当支架在给定变形状态下工作时，顶板下沉量过大，可能引发安全隐患。因此，提出了在限定变形状态下选择12000 kN工作阻力的液压支架，以更好地支撑和稳定顶板。 此外，针对大采高工作面的特点，研究还关注了中间架和端头架的操作规程。中间架是工作面的主要支护部分，而端头架则在工作面两端起着关键的连接和支撑作用。制定合理、安全的操作规程，可以确保在大采高开采条件下，各个支架能够协同工作，防止顶板事故的发生。 总结起来，大采高综采工作面的矿压规律研究和顶板控制是确保煤矿安全生产的重要环节。通过数值模拟和实地观测，不仅可以优化支架选型，还能制定出针对性的操作规程，降低顶板事故风险，提高煤炭开采的安全性和效率。这项研究为类似工作面的矿压管理和支护设计提供了有价值的参考。