大傾角綜采工作面過斷層支架失穩機理及控制技術

劉 嘯

(1.安徽理工大學 能源與安全學院，安徽 淮南 232001；2.中煤科工集團沈陽研究院有限公司，遼寧 撫順 113000；3.煤礦安全技術國家重點實驗室，遼寧 撫順 113000)

0 引 言

大傾角煤層是指埋藏傾角為35°～55°的煤層，是國內外公認的難采煤層[1]。在大傾角煤層開采過程中，支架傾倒、下滑現象時有發生，影響著工作面安全回采。隨著采高的增大，大傾角厚煤層工作面圍巖運移空間增大，支架受力特征與圍巖相互作用關系較一般煤層復雜，支護系統的穩定性控制難度顯著加大[2]。近年來，許多學者通過理論分析、數值計算、物理模擬試驗和現場監測等方法對大傾角厚煤層開采的支架受力特征、支架-圍巖系統作用機理與失穩機制方面開展了大量研究與探索，給出了保持支架穩定的工作阻力計算式，提出了支架防倒防滑措施，推動了大傾角煤層支架穩定性控制理論與技術的發展[3-4]。王國法等[5]提出超大采高一次采全厚開采方法，分析支架與圍巖的“三耦合”作用機制及控制方法。章之燕等[6]建立支架力學模型，分析了影響支架穩定性的主要因素，并有針對性地提出了防止支架傾倒的技術措施。伍永平等[7]建立支架力學模型，對其臨界傾倒狀態進行分析，并結合現場監測對大傾角松軟煤層綜放面支架傾倒特征與影響因素進行重點闡述。工程實踐中，工作面頂板在重力和上覆載荷作用下發生破斷、回轉、下沉運動，支架與頂板間的作用處于動態變化中，即支架隨著頂板的運動而運動。……