煤炭科学技术

作者：刘晓刚, 张震, 刘前进, 任建超, 刘茂福, 蔺星宇, 马镕山,

关键词：榆神矿区, 近浅埋开采, 多关键层, 10 m超大采高综采, 厚松散层, 基载比, 区域压裂,

针对以榆神矿区为代表的近浅埋厚松散层超大采高顶板控制问题，采用理论分析、数值模拟和现场实测的手段分别对10 m超大采高综采工作面来压规律、顶板结构及工作面强动载矿压控制方法展开了分析研究。结果表明：近浅埋厚松散层超大采高顶板破断形态为“低位悬臂梁（等效直接顶）+高位砌体梁（关键层结构群）”组合形式，高位砌体梁失稳载荷与松散层厚度呈正相关关系，并随着基岩层承载能力增强而降低；当基载比Jz≤1.5时，覆岩层内的“垂直应力卸压区”和“水平应力集中区”影响范围将随着基载比增大而扩大，高位“关键层结构群”承载能力和结构稳定性逐渐提升，并有利于工作面整体来压步距的增大和来压强度减弱；当基载比Jz>1.5时，顶板岩层应力环境变化受基载比影响减弱，高位基岩层结构与松散层载荷趋于平衡，工作面强动载矿压风险显著降低。根据顶板结构特征及工作面来压规律，提出了强矿压防治对策：在基载比Jz≤1.5区域内，提升高位“关键层”结构承载能力是降低工作面来压强度的关键，应精准判定关键层位置，避免对承载结构关键层进行区域弱化；在基载比Jz>1.5区域内，降低采高或对低位厚硬顶板进行区域弱化，以提高采空区充实率，有效地降低工作面来压强度。研究结论在超大采高顶板区域压裂强矿压防治工业实践中得到验证和应用，并取得了理想效果。

来源：2025年第12期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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