綜放工作面支架與圍巖耦合關系及端面頂板穩定性研究

宋高峰，昝明惠，孔德中，魏 臻，任志成，張 帥

(1.北方工業大學 土木工程學院，北京 100144；2.貴州大學 礦業學院，貴陽 550025；3.清華大學 工程物理系，北京 100084；4.國家能源投資集團有限責任公司，北京 100011；5.北京交通大學 建筑與藝術學院，北京 100044)

我國每年大約有1/6的綜采工作面因支架與圍巖關系不適應導致端面冒頂而處于低產狀態[1]。相比于綜采工作面，綜放工作面的端面頂煤強度較差，端面頂煤冒落事故更加頻繁，這也是制約綜采(放)工作面安全高效生產的主要因素[2，3]。支架-圍巖關系是影響端面冒頂的重要因素，維持良好的支架-圍巖關系有利于控制端面冒頂災害[4]。

支架與圍巖相互作用、相互影響的有機整體，圍巖的運動狀態會影響支架工況和承載特性，支架工作狀況又會反過來影響到對頂板的支護效果[5，6]。綜采工作面支架-圍巖耦合關系對工作面支架選型和端面頂板穩定性也具有重大的影響[7，8]。因此，及時掌握支架的工作狀態，調整和保持良好的支架-圍巖關系，對于防治端面冒頂具有重要的意義[9]。前人研究了綜放開采端面冒頂機理，分析了綜放工作面的頂板變形特征和端面冒頂全過程，獲得了不同影響因素下端面冒頂程度及其分布規律，對綜放開采端面冒頂控制具有重要參考價值[10-12]。李強[13-15]對重復采動下采場頂板運動及端面頂板冒漏機理進行了研究，為重復開采下端面頂板穩定性及冒漏防控提供了依據；王國法[16]對綜采工作面支架-圍巖的“能量積聚-耗散-釋放-傳遞-響應”過程進行了分析，得到了基于能量原理的工作面支架阻力計算方法；……