大柳塔煤矿7.0m支架综采面顶板结构与矿压规律研究

为了提高厚度大于6.0 m煤层的开采效率和资源采出率,神东矿区开展了7.0 m支架综采的开采试验,这是迄今为止世界上采高最大的综采工作面。根据大柳塔煤矿5-2煤首采面52304综采工作面7.0 m支架的开采条件,采用现场测试、模拟实验以及理论分析等手段,对工作面的覆岩结构特征及矿压显现规律进行了研究。通过实施顶板钻孔取芯及岩样力学测试等工作,揭示了52304综采工作面两侧开采区域的覆岩结构特征,为合理解释工作面开采阶段分区域的特殊矿压显现提供了基础。

7.0m支架综采面矿压显现规律研究

基于神东矿区补连塔煤矿22303工作面矿压实测结果,对世界首个7.0 m支架综采面不同开采阶段的矿压显现规律进行了总结,并结合神东矿区各类大采高综采面的矿压显现,对比分析了不同采高综采面矿压显现规律的差异。结果表明:上覆遗留煤柱区下开采时7.0 m支架工作面矿压显现正常,但在临近推出煤柱区时,工作面内煤壁片帮现象严重,直接导致刮板板输送机被压死。而长壁采空区下开采时,7.0 m支架工作面在煤层间单一关键层结构和2层关键层结构区域呈现出不同的矿压显现。煤层间单一关键层结构区域,关键层距离煤层越近,矿压显现各项参数(除来压步距外)越大;而在煤层间2层关键层结构区域,工作面来压步距及动载系数呈现出大小交替的周期性变化规律,且大来压步距对应小动载系数。通过对比7.0 m支架综采面与神东矿区其它几个大采高综采面的矿压显现规律发现,随着采高的增加,支架支护强度缓慢增加,而动载系数随之减小,且采高越大、亚关键层1距离煤层越近,越易形成亚关键层1的"悬臂梁"结构,从而来压持续长度越长。