采空区下坚硬顶板矿压控制技术与动压特征分析

"本文主要探讨了采空区下坚硬顶板的动压显现特征及其控制技术，旨在解决工作面悬顶距离过长的问题。通过对二2煤层工作面的实地观测、数值模拟和试验研究，作者揭示了采空区下坚硬顶板的矿压显现规律。研究发现，第1岩梁和第2岩梁的平均周期来压步距分别为33米和40米，初次来压时支架动载系数高达1.8，周期来压期间在1.42至1.65之间。使用UDEC2D软件进行数值模拟，分析了3213(1)工作面顶板运动情况，揭示了不同坚硬岩层间的裂隙发展、断裂形式和动压显现特点。为解决悬顶问题，采取了深孔爆破强制放顶技术，此技术能促使坚硬岩层内部形成大量连通裂隙，从而将第1岩梁和第2岩梁的初次来压步距分别缩短至21.1米和27.2米，有效防止了悬顶距离过长，提高了矿山安全。 关键词：坚硬岩层；动压显现；顶板控制；初次来压步距" 这篇研究深入探讨了采空区下工作面的矿压控制问题，尤其是在坚硬顶板条件下。首先，通过现场观测，研究者注意到二2煤层的工作面中，第1岩梁和第2岩梁在周期性矿压作用下的动态变化，这两个岩梁的平均来压步距分别是33米和40米，这表明在开采过程中，顶板的压力周期性释放可能导致支架承受显著的动载荷。在初次来压阶段，支架的动载系数甚至达到1.8，远高于正常值，这给工作面的安全带来了重大挑战。 为了更好地理解这些现象，研究者利用UDEC2D数值模拟软件，模拟了3213(1)工作面的顶板运动。模拟结果揭示了不同坚硬岩层间的裂隙发育情况、岩石的断裂形式以及动压如何导致顶板离层。这些发现对于预测和控制顶板动态行为至关重要。 针对这些问题，研究提出了一种创新的控制技术——深孔爆破强制放顶。通过在坚硬岩层内部进行深孔爆破，可以诱导产生大量连通的裂隙，这种技术有效地缩短了第1岩梁和第2岩梁的初次来压步距，将它们分别减少到21.1米和27.2米，显著降低了悬顶风险，保障了工作面的安全开采。 该研究的重要性在于它提供了一种有效的解决方案，以应对采空区下坚硬顶板的动压显现问题，对于提高矿井安全生产水平和保障工人生命安全具有重要意义。同时，它也强调了结合现场观测、数值模拟和实验研究的综合方法在解决复杂矿压问题中的价值。