采動巷道側向高低位厚硬頂板破斷模式試驗研究

趙善坤，趙 陽，王春來，王 寅，陳 增

(1.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室，北京 100013；2.煤炭科學技術研究院有限公司 礦山安全技術研究分院，北京 100013；3.中國礦業大學(北京) 能源與礦業學院，北京 100083)

0 引 言

煤炭在一次能源結構中的主導地位在未來很長一段時間內不會動搖[1]。未來我國能源生產消費依舊以煤炭為主的格局不會改變[2-4]。深部開采已成為目前煤炭資源開發新常態[5-7]，我國主要成煤時期為石炭紀、二疊紀和侏羅紀[8]。西北地區侏羅煤是大型河流相和湖泊相沉積體系下高位泥炭沼澤的產物，煤層上方多含厚硬巖層結構。據統計，西北地區60%以上礦井的主采煤層上方100 m范圍內大多含有厚度為8～15 m、普氏系數大于4且層間距離較小的強度高、距離近、整體性強、垮冒性差的厚硬巖層結構，易造成工作面后方及側向采空區懸頂長度過大，誘發工作面采場附近動壓顯現，已成為該地區煤礦安全生產中最大的安全隱患之一。陜蒙地區沖擊地壓顯現大多發生在受二次采掘擾動影響的回風巷煤巷之中。采動巷道上覆厚硬巖層結構位于上工作面采空區邊緣并在區段煤柱上方局部形成弧形三角塊鉸接結構[9-10]，其中厚硬巖層采空區側向破斷方式、破斷位置及其與區段煤柱的相互位置關系，直接影響區段煤柱的應力分布和結構強度[11-13]。

采動巷道的形成與巷道布置方式密切相關[14-15]，采動巷道區段煤柱側向厚硬頂板運動規律和破斷方式受區段煤柱寬度和上一工作面及本工作面開采后上覆巖層運動及破斷特征影響顯著。……