大倾角大采高仰采相似模拟实验：揭示矿压规律与支承压力分布

该研究聚焦于大采高大倾角仰采的相似模拟实验，针对段王煤矿090502工作面的实际情况展开。在采煤过程中，仰采方式相较于水平和俯斜工作面，其矿压特征和支承压力分布具有显著差异。研究者认识到理解仰采条件下支承压力分布对于防止煤壁片帮和优化顶板管理至关重要，特别是在确定高抽巷位置和高位钻场钻孔布局时，采场顶板的"两带"分布特征尤为重要。 090502工作面的特点包括地面标高1110～1176m，工作面深度897～982m，平均埋深200m，煤层走向长度1600m，倾斜长度200m，且存在不规则褶曲，导致开采方式变化频繁，其中3~3'区域的大倾角仰采段达到16~17°。采区的9#煤层为高瓦斯煤，煤质松散，属松软厚煤层，倾角4~10°，与上部8#煤层部分地段相接，平均厚度约5m。煤层直接顶是泥岩，老顶主要由粉砂岩构成，直接底为细砂岩。 为了深入研究这些复杂特性，研究者采用了相似材料模拟实验的方法。这种方法具有成本效益高、周期短、直观易懂且能精确控制模拟参数等优势，尤其是在采矿学科中被广泛应用。通过实验，研究团队探究了上覆岩层的活动规律，包括"三带"分布（可能指的是顶板的垮落带、弹性压缩带和塑性变形带），以及仰采工作面前方的支承压力分布情况。 实验成果有助于提高采煤安全性，优化巷道设计，并为解决大倾角大采高仰采工作面特有的挑战提供了宝贵的数据支持。通过这种方法，研究者能够模拟真实的开采环境，从而得出更为精确的结论，为实际开采策略的制定提供科学依据。此外，这一研究也表明了理论分析和数值模拟之外，相似模拟实验作为一种实用工具，在解决具体工业问题中的重要性。