大采高工作面采场支承压力分布规律分析

以寺河矿大采高高效回采工作面为试验对象,采用超前支柱监测、回采巷道及留巷变形监测、煤体应力监测等技术手段,研究分析了该工作面采场支承压力分布规律及巷道变形特征,为工作面巷道布置、采场及巷道围岩控制等提供依据.研究结果表明,与常规大采高工作面相比,该工作面超前支承压力的影响范围为9～15m,集中系数为1.7～1.9,峰值位置前移,位于煤壁前方12m处;后方支承压力具有明显的分区特征并伴有一定的滞后性;侧向支承压力峰值位置变化不大.

采场支承压力全程动态演化特征及机理分析

为促进工作面及巷道围岩稳定性控制,利用应力监测装置对不同矿区采场支承压力进行了连续监测,总结了采场支承压力全程动态演化特征,分析了不同演化特征的机理。结果表明:采场超前支承压力的传递呈现“工作面中部向两端头扩展”的动态迁移特性,在工作面中部区域,应力的传递沿倾向方向具有同步性及均衡性,沿走向具有差异性及不均衡性,应力增量呈“工作面中部区域>临空侧>实体煤侧”的区域差异性。采场不同区域覆岩破断的时序性是超前支承压力动态迁移特性的根本原因,中部区域破断岩块同步整体回转的特性决定了应力传递的同步性及均衡性,岩块破断步距、回转角度的差别决定了应力传递的差异性及不均衡性,覆岩破断块度、空间位置决定了应力增量的区域差异性。采场侧向支承压力演化存在“单峰起伏”和“双峰起伏”两种形式,单峰状态下采空区侧向顶板处于长期悬顶状态,双峰状态下侧向顶板依次经历了破断、回转失稳及再稳定过程。工作面煤柱较宽时,双巷掘进、单侧工作面采动下,侧向支承压力呈“双承载点同步传递”的状态,侧向顶板偏载应力、煤柱内刚度区域差异化是双承载点同步传递的原因。该研究结论对工作面回撤通道支护、煤柱宽度优化的确定具有重要参考意义。

采场支承压力分布及发展规律的研究

采场周围煤体上的支承压力主要来源于受采动影响上方已经产生运动的岩层。在传统开采条件下,老塘冒落的矸石对上覆岩层的支承作用很小,运动岩层的重量主要由工作面四周煤体支承。煤体在高集中程度支承压力的作用下,容易发生冲击地压等灾害。