煤炭科学技术

作者：白二虎, 王燃烈, 郭文兵, 谭毅, 李辉, 李学燚, 程苏林,

关键词：深部开采, 厚硬顶板, 充填开采, 厚板理论, 减灾防冲,

为解决厚硬顶板破断诱发冲击地压灾害的问题，以深部厚硬顶板为研究对象，综合运用理论分析、工程试验及现场监测等手段研究了充填开采下厚硬顶板破断特征，建立了基于厚板理论的厚硬顶板沉降力学模型，推导了采动厚硬顶板挠度曲线方程，量化了充填体有效边界尺寸与充填率对顶板变形的影响特征，并厘清了厚硬顶板与有效充填参数的关系。在此基础上，提出了基于等价采高模型的覆岩破坏高度控制方法，阐明了充填条件下厚硬顶板的空间演化特征，揭示了深部充填开采厚硬顶板减灾防冲机理，并以“二元协同”充填率提升技术进行了实践验证。结果表明：采用“二元协同”提升技术后，充填率从75%提升至90%，4种充填率下厚硬顶板总沉降量中欠接顶量的占比分别为86%、80%、72%和55%，有效边界范围显著扩大，有效充填空间从2.63 m增至3.25 m，增加了充填体与厚硬顶板的接触面积，使充填体承载能力提升约55%；同时，随着充填率的增加，有效边界区域顶板沉降量明显减小，厚硬顶板沉降曲线整体呈现下降趋势，顶板沉降量由800 mm降至62 mm，微震事件能量均值和频次显著降低，表明“二元协同”充填率提升技术在深部厚硬顶板工作面实现了减灾防冲目的，显著弱化了冲击地压风险，保障了深部厚硬顶板条件下的安全开采。

来源：2026年第2期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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