浅埋房柱采空区顶板活动规律与支架支护研究

"本文主要研究了浅埋近距离房柱采空区下的顶板活动规律以及支架的合理支护强度，以提高综采工作面的安全性和效率。通过在大地精煤矿的工程背景下，结合数值模拟和理论分析方法进行研究。研究表明，2#煤层的煤柱对3#煤层的老顶活动及支架支护强度有显著影响，应力影响深度大约为20米。在房柱采空区下，综采工作面的顶板失稳呈现出滑落失稳和回转失稳交替出现的现象，残留煤柱会导致应力集中系数约为1.30。计算结果显示，一般浅埋工作面的适宜支护强度在0.82至0.93 MPa之间，而考虑到煤柱的应力集中，房柱采空区下综采工作面的合理支护强度应为1.07至1.21 MPa。这些发现对于优化采煤过程中的顶板管理与支护设计具有重要意义。" 这篇研究论文探讨了在浅埋近距离房柱采空区下，如何确保综采工作面的安全和高效开采。其中，房柱采空区是指已经开采过的区域，周围保留的煤柱对周围煤层的稳定性有直接影响。通过对大地精煤矿的具体案例分析，研究人员发现2#煤层的采留煤柱能够对3#煤层的老顶（即上覆岩层）活动产生约20米的影响范围，从而影响到支架的支护需求。 在采空区下方的综采工作面，顶板的破坏和失稳模式表现出周期性的变化，具体表现为滑落失稳和回转失稳两种形式。残留煤柱的存在导致了明显的应力集中，其应力集中系数约为1.30，这在设计支护系统时必须予以考虑。理论计算表明，对于一般的浅埋工作面，合适的支护强度应在0.82到0.93 MPa之间，但考虑到煤柱应力集中效应，实际所需的支护强度可能需要提高到1.07到1.21 MPa，以有效支撑和稳定顶板。 这一研究的重要性在于，它提供了量化分析顶板活动规律和支护强度的方法，有助于采矿工程师更好地预测和控制顶板的动态行为，减少开采过程中的安全风险，同时提高开采效率。对于类似的浅埋近距离房柱采空区，这些发现和计算结果可以作为制定支护策略的重要参考，对于矿山安全管理和生产规划具有指导意义。