煤炭科学技术

作者：翟新献, 郭钊洋, 方建厂, 张志勇, 赵晓凡,

关键词：特厚煤层, 综放开采, 关键层, 垮落拱, 超前支承压力,

目前综放开采是我国特厚煤层安全高效矿井主要的采煤方法，综放开采上覆岩层变形移动规律，直接影响到工作面矿压显现、液压支架选型、放顶煤工艺和参数选择等问题。以耿村煤矿13200综放工作面为工程背景，利用相似模拟试验和理论分析，研究了综放工作面上覆岩层变形移动垮落全过程、覆岩变形分区和矿压显现特征。结果表明：① 确定出综放工作面上覆存在多层关键层岩层即下位、中位、上位和主关键层。依据关键层垮落失稳特征，将综放开采上覆岩层变形移动全过程划分为4个变形阶段（I、II、III、IV），各变形阶段与不同层位的关键层垮落失稳有关。② 综放开采下位关键层垮落失稳以后，随着工作面推进度继续增加，处于裂隙带内的中位、上位和主关键层先后垮落失稳前与其下部岩层出现离层；关键层垮落失稳前，在其下部岩层中形成垮落拱，垮落拱的高度和宽度均与工作面推进度成正相关。③ 综放工作面上覆各关键层垮落失稳引起超前支承压力的峰值应力集中系数升高；当下位关键层垮落失稳时，工作面出现“大周期来压”现象，来压步距较大，但来压强度较低；当中位、上位、主关键层垮落时，将引起下位关键层同时垮落，工作面出现“小周期来压”现象，工作面来压步距较小，但来压强度较高。研究结果为耿村煤矿缓倾斜特厚煤层综放开采提供理论基础和技术支撑。

来源：2025年第1期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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