厚硬頂板下大傾角軟煤開采災變機制與防控技術

楊 科，劉文杰，李志華，劉欽節，池小樓，魏 禎

（1.安徽理工大學 深部煤礦采動響應與災害防控國家重點實驗室，安徽 淮南 232001；2.安徽理工大學 煤炭安全精準開采國家地方聯合工程研究中心，安徽 淮南 232001；3.安徽理工大學 煤礦安全高效開采省部共建教育部重點實驗室，安徽 淮南 232001）

0 引 言

受地質構造作用和沉積成巖環境的影響，我國煤炭資源稟賦和煤質特征區域性差異較大，大傾角［1］煤層作為其中最具有鮮明賦存特征的一類煤層，在我國中西部地區廣泛分布［2］，其中中部地區以兩淮礦區為典型代表，其煤質較為松軟，地質構造復雜，瓦斯壓力大，部分煤層上部賦存有厚硬砂巖頂板。 這類煤層開采時，致災和誘災因素較多，開采難度系數較大。 近年來，國內眾多學者對大傾角煤層開采中圍巖應力演化特征［3-5］、采場空間結構［6］、覆巖變形破斷運移規律［7］等展開了系統而全面的研究，分析指出了大傾角煤層開采中圍巖結構的基本特征和應力拱殼的基本特性，建立了傾向和走向的三鉸拱力學模型，揭示了“關鍵層”多級梯階結構形成與變異機制以及穩定-失穩對采場災變的控制效應，闡明了工作面“支架-圍巖”系統高位沖擊和低位推垮失穩致災機理。 在煤壁片幫滑移失穩特征以及“支架-圍巖”關系方面已有研究表明，受煤層傾角和重力作用，采空區覆巖破斷矸石呈現非均勻充填和壓實特性，煤壁沿工作面傾向呈非對稱受載特征，導致煤壁片幫具有區域多發性和交替演變性［8-11］，工作面傾向中部為煤壁片幫高發區；……