薄基巖頂板工作面突水潰砂及切頂災害試驗研究

李 鋒，楊勝利，李政岱，楊文強，楊敬虎，陳肖龍

(1.國能神東煤炭集團有限責任公司，陜西 榆林 719000；2.中國礦業大學(北京)能源與礦業學院，北京 100083；3.放頂煤開采煤炭行業工程研究中心，北京 100083；4.中國礦業大學(北京)力學與建筑工程學院，北京 100083)

0 引 言

鄂爾多斯煤田、焦作煤田、山東巨野煤田都賦存大量薄基巖、厚松散層煤炭資源，該類煤層賦存條件穩定、厚度大且變異性小、傾角小，適合布置采高大、推進距離長且推進速度快的高強度開采工作面[1]。隨著一次采出厚度加大，直接頂冒落的高度會顯著增加，并且在薄基巖條件下，頂板破斷后不容易形成穩定的結構。如果頂板破斷產生的裂隙延伸到松散層，或者導通含水層，在水砂體的共同作用下容易導致工作面突水潰砂災害發生，神東礦區的大柳塔煤礦、焦作礦區的趙固一礦等都發生過突水潰砂災害，嚴重影響工作面的生產。因此，有很多學者進行了相關研究。

楊鵬等[2]結合大柳塔煤礦的突水潰砂實例研究得出突水潰砂災害產生的充分和必要條件；賈后省等[3]得出淺埋煤層貫通裂隙是產生突水潰砂的主要因素，并且指出關鍵巖塊切落會導致貫通裂隙的閉合對突水潰砂防治有一定作用；許延春等[4]得出近松散含水層潰砂的機理和判據，并且提出潰砂的危害程度與裂隙的發育程度有關；楊鑫等[5]以榆橫礦區為例，進行了水砂兩相高速滲流試驗，研究了突水潰砂的起動條件與運移規律，指出突水潰砂的發展過程是由“水攜砂”到“砂攜水”；……