大倾角煤层开采：再生顶板机理与支架稳定性研究

"大倾角煤层综采工作面再生顶板与支架失稳机理的研究，主要关注在底分层煤层开采过程中，再生顶板的二次破坏和支架稳定性的问题。通过实测、相似物理模拟和理论分析，揭示了大倾角煤层综采面的再生顶板结构、垮落特征以及支架失稳模式。研究发现，煤层倾角影响再生顶板的压实程度，导致非对称压实特征；底分层顶板的特定范围内的岩层容易在支架间垮落，对支架稳定性至关重要；再生顶板失稳过程分为多个阶段，其中高位悬臂梁的断裂和上部再生顶板的滑移是关键因素；现场数据验证了相似物理模拟的准确性，并明确了采场上部为支架稳定性的关键防控区域。这些研究成果有助于理解和改善大倾角煤层开采中的围岩控制和安全问题。" 大倾角煤层综采工作面的再生顶板与支架失稳机理是煤炭开采领域的重要研究课题。在底分层煤层开采时，由于采场内再生顶板的二次破坏，可能会导致支架失稳，严重影响煤炭开采的安全性和效率。研究中，采用井下钻孔三维成像技术对再生顶板的结构进行实测，揭示了其在不同位置的压实程度差异，特别是受到煤层倾角的影响，形成了下部较上部更压实的特点。此外，通过声发射监测技术的相似物理模拟，研究人员观察到煤层回采过程中的再生顶板垮落规律，确认了底分层顶板3~5米范围内的岩层对支架稳定性的影响。 再生顶板的破坏过程并非一蹴而就，而是经历了一个复杂的过程，包括6个不同的阶段。声发射信号的强度变化揭示了高位悬臂梁断裂和上部再生顶板滑移是导致严重破碎的主要原因。利用现场支架载荷数据，研究进一步验证了相似物理模拟的可靠性，明确了采场上部作为支架稳定性防控的重点区域。 这些研究成果为大倾角煤层的开采提供了理论基础，有助于优化支架设计和工作面管理，减少围岩破坏，提高煤炭开采的安全性和经济效益。同时，该研究也为深部煤炭资源的采选充绿色化开采理论与技术的发展提供了参考，对于预防和控制煤岩动力灾害，如冲击地压，也有着重要的指导意义。通过深入理解再生顶板与支架之间的相互作用，可以制定更有效的开采策略，防止煤层开采过程中的意外事故，保障矿工的生命安全。