大倾角大采高采场梯阶结构稳定性深度剖析

本文以大倾角煤层长壁大采高采场作为研究核心，采用多元化的研究方法，包括数值模拟、相似材料模拟、现场实测以及理论分析，来深入探究这一特殊地质条件下的开采特性。大倾角大采高的特点导致采场空间尺度显著增大，相较于常规采高，垮落顶板的滚动和滑动更加频繁，这使得充填压实过程更为复杂，工作面倾斜部分的顶板岩层破坏运动范围扩大。在采场的顶板结构中，高位梯阶岩层结构尤为关键，它表现出周期性强、破坏力度大、步距小、周期短以及具有冲击性的特性。这种结构对下部岩层、支架支撑体系以及煤壁的稳定性产生了显著影响，可能导致工作面上部支架承载不稳定，而中上部煤壁易发生片帮现象。 研究表明，高位梯阶岩层结构在受切向力和法向力的同时，呈现出拉伸、压剪以及复合型失稳模式。这种失稳模式意味着在大采高条件下，支架承受的压力不均匀，可能会出现瞬间荷载增加或减小的情况，从而增加了事故发生的可能性。因此，针对这种复杂结构的稳定性管理至关重要，需采取有效的支护设计和施工策略，如加强支架的刚度和稳定性，以及实施合理的垮落控制措施，以确保开采过程的安全和高效。 此外，文中还关注到了"支架-围岩"系统的稳定性问题，因为大倾角大采高采场的特殊性，对支架的适应性和围岩的控制技术提出了更高的要求。通过深入理解这种结构的演化规律和稳定性特性，可以为矿产开采行业的实践提供科学依据，有助于提升矿井开采的经济效益和安全性。 这篇文章对于深入理解大倾角大采高采场的开采挑战和优化开采工艺具有重要的理论价值和实践意义，为改善此类采场的开采条件和保障人员安全提供了宝贵的参考。