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国内刊号：11-2402/TD
国际刊号：0253-2336
发布日期:
作者：徐刚, 张震, 李正杰, 冯彦军, 张春会, 薛吉胜, 刘前进, 蔺星宇, 马镕山,
关键词：硬厚难垮顶板, 顶板灾害防治, 强矿压发生机理, 分区支承模型, 区域压裂,
硬厚难垮顶板工作面开采期间矿压显现异常强烈，该类型顶板灾害的防控一直是困扰我国工作面安全高效生产的难题。基于顶板灾害案例分析，梳理了我国硬厚难垮顶板类型及致灾特点，开展了硬厚难垮顶板工作面强动载矿压发生机理及影响因素研究，从预先设计、采前弱化和采中监测预警3个阶段提出了针对性的防控手段，并进行了实践应用。研究表明：硬厚难垮顶板具有强度高、厚度大、整体性强的特点，可分为抗压强度高的厚顶板、整体性较好的厚顶板及基本顶直覆顶板3类；硬厚难垮顶板大面积瞬时垮落多伴随工作面强来压、飓风等现象，易造成设备损坏、瓦斯超限或爆炸，危及人身安全；硬厚难垮顶板存在2种诱发工作面强矿压的顶板破断形式，一是顶板长悬顶状态下弯曲下沉，发生架后断裂，二是长悬顶顶板在煤壁前方超前断裂产生快速回转；硬厚难垮顶板采场矿压符合Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ分区支承模型运动形式，顶板厚度大、抗拉强度高、周期垮落步距长，断裂时更易引起煤壁处下沉量增大，支架显著增阻，此即为硬厚难垮顶板工作面矿压显现强烈的原因。基于以上分析，提出顶板弱化与矿压监测相结合的顶板灾害防治方法，在预先探明覆岩赋存特征、合理支架选型条件下，采用微震监测确定压裂目标层，基于矿压监测评价工作面支护−卸压效果，该方法在曹家滩煤矿10 m超大采高工作面得以成功应用，开采期间工作面初次来压步距由100 m以上减小至49.35 m，4次方以上微震大能量事件占比仅1.2%，取得了较好的防控效果。
来源：2025年第8期
《煤炭科学技术》期刊编辑部
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