浅埋煤层大采高工作面矿压规律与顶板结构解析

本文主要探讨了浅埋煤层大采高工作面的矿压规律及其顶板结构特性。作者黄庆享和周金龙通过对榆神府矿区的大量实地测量和数据分析，发现随着采高的增加，工作面支架阻力呈现出非线性的增长趋势，特别是当采高达到6米后，支架承载的负载急剧上升。支架的动载系数在不同采高下变化不大，通常保持在1.4左右，表明支架设计需要考虑工作面动态载荷。 顶板控制是大采高工作面管理的关键因素。研究指出，工作面顶板来压步距相对稳定，初次来压步距在35至70米之间，周期来压步距则为9至20米。顶板垮落带高度与采高的关系呈现出线性增长，一般为采高的2至4倍，这一现象对于预测和控制工作面稳定性至关重要。 进一步研究发现，随着采高的增大，工作面超前支承压力峰值会有所下降，其峰值位置大约位于煤壁距离的2倍处。这表明随着开采深度的变化，顶板的支撑作用减弱，可能导致更复杂的应力分布和潜在的矿压问题。 针对大采高工作面的不同顶板充填条件，文章将顶板结构分为充分充填型和一般充填型。针对后者，提出了直接顶的"短悬臂梁"结构模型以及基本顶关键层的"高位斜台阶岩梁"结构模型。这些模型有助于理解和解释顶板运动的行为，从而优化支架设计和支护策略。 文中还给出了工作面额定支护阻力的计算公式，这一公式对于指导实际生产中的支护强度选择具有重要意义。通过理论计算公式的实例验证，研究结果得到了实际应用的支撑，证实了大采高工作面矿压规律和顶板结构模型的有效性。 本文深入研究了浅埋煤层大采高工作面的矿压行为，为煤矿安全高效开采提供了科学依据和技术支持，对提升我国煤炭工业的安全生产水平具有重要价值。