泉头煤矿坚硬顶板大采高采场矿压显现规律研究

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1、第20卷第5期(总第126期)煤矿开采Vol.20No.5(SeriesNo.126)2015年10月COALMININGTECHNOLOGYOctober2015矿山压力与灾害控制泉头煤矿坚硬顶板大采高采场矿压显现规律研究1，21谭毅，郭文兵(1.河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454000;2.太原华润煤业有限公司，山西太原030200)［摘要］针对坚硬顶板大采高工作面顶板控制困难的问题，研究了工作面矿压显现规律。通过现场调研、力学分析建立了工作面上方坚硬顶板的“悬臂梁－砌体梁”结构的简化模型。力学分析表明工作面矿压显现主要

2、受悬臂梁的影响，高位砌体梁对回采空间矿压显现影响不大。通过材料力学的计算原理得到晋城泉头煤矿15301工作面初次来压步距为47.76m，周期来压步距为19.43m。通过数值模拟得到工作面初次来压步距约为42.35m，周期来压步距约为17.28m，矿压实测周期来压步距平均16.19m。结果表明:理论计算和数值模拟结果与矿压实测周期来压步距接近，力学模型可以解释该矿顶板破断规律。［关键词］坚硬顶板;大采高;来压步距;数值模拟［中图分类号］TD326［文献标识码］A［文章编号］1006-6225(2015)05-0066-04Undergro

3、undPressureBehaviorofLarge-mining-heightMiningFieldunderHardＲoofinQuantouColliery1，21TANYi，GUOWen-bing(1.EnergyScience＆EngineeringSchool，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China;2.TaiyuanHuarunCoalCo.，Ltd.，Taiyuan030200，China)Abstract:Inordertosolvethedifficultprob

4、lemofhardroofcontrolinlarge-mining-heightminingface，asimplified“cantileverbeam-voussoirbeam”structuremodelofhardroofwassetupwithmechanicstheory.Mechanicsanalysisshowedthatundergroundpres-surebehaviorwasmainlyinfluencedbycantileverbeam.Basedonmaterialmechanics，thefirstroo

5、fweightingpaceof15301miningfacewasobtainedtobe47.76m，andperiodicalweightingpacewasabout19.43m.Throughthenumericalsimulation，thefirstroofweightingpaceoftheminingfacewasabout42.35m，andperiodicalweightingpacewasabout17.28m，periodicalweightingpaceofmeasurementwas16.19m.Theor

6、eticalcalculationandnumericalsimulationresultswerenearobservationdatawhichshowedthatthemechanicsmodelcouldexplainroofbreakageruleofthemine.Keywords:hardroof;largeminingheight;roofweightingpace;numericalsimulation［3］近年来我国大采高采煤工艺发展迅速，采矿技型，并给出了相应的支架阻力计算方法。刘跃术和装备均已逐步成熟。由于大采高

7、工作面开采空东等研究了特厚坚硬顶板超前爆破弱化的技术手［4］间大，开采扰动剧烈，加之煤层赋存条件复杂，因段，采用该技术能够缓和顶板矿压显现。这些此对于不同开采条件下的大采高工作面其围岩控制成果为坚硬顶板采场围岩控制研究提供了理论和方技术应当具体考虑。李化敏等通过对不连沟大采高法依据。但是由于不同矿井煤层埋藏条件的不同，综放采场支架来压规律的深入分析，得到了采场顶采场围岩运移规律的研究应基于对具体的地质条件板悬臂梁结构和砌体梁结构交互存在的力学模型，的深入分析，进而探求相应的规律。［1］并基于两力学模型计算了支架阻力。郭卫彬、本文通过现场

8、观测和力学分析针对晋城泉头煤刘长友等针对坚硬顶板大采高工作面压架事故，采矿建立了“悬臂梁－砌体梁”顶板力学结构，分用数值模拟和力学分析的方法分析了采场顶板结析了悬臂梁和高位砌体梁各自对工作面矿压显现的［2］