厚煤層大采高綜放工作面覆巖斷裂演化規律研究

劉洪濤 ，羅紫龍 ，韓子俊 ，韓 洲 ，陳小港 ，彭佳琛

（中國礦業大學(北京) 能源與礦業學院, 北京 100083）

0 引 言

我國現有煤炭儲量中，厚煤層約占45%，是我國實現高產高效開采的主力煤層[1-2]。厚煤層一般采用分層開采、放頂煤開采、大采高綜采3 種開采方法，特殊情況下也可同時采用2 種或多種方法[3-5]。大采高綜放開采是厚煤層的主要開采方法，能夠實現煤炭的快速高效開采[6-10]。

隨著割煤和放煤高度的增加，彎曲下沉空間顯著增大，當頂板斷裂時，將釋放出大量的能量，從而形成強烈的礦壓顯現，引起工作面煤壁片幫嚴重、頂煤采出率低、瓦斯涌出量大等突出問題。因此，要實現厚煤層大采高綜放工作面的正常安全生產，正確認識工作面覆巖的斷裂演化規律尤為重要。近年來，我國諸多學者運用數值模擬、理論計算、相似模擬試驗與現場實測等方法，王云廣等[11]給出了高強度開采覆巖巖“兩帶”高度計算公式，提出了三維立體空間條件下的高強度開采覆巖運移的“彈性薄板”+“平行壓力拱”復合機理模型。蔣金泉等[12]提出了離層空間演化特征的確定方法，建立了主關鍵層底部最大離層空間的分析模型與預測方法。許滿貴等[13]研究了工作面受采動影響后采場覆巖運移規律。殷偉等[14]研究了混合綜采工作面覆巖運移規律和空間結構特征，得到了不同充實率狀態下混合綜采工作面覆巖空間結構特征。趙毅鑫等[15]分析了8.8 m 超大采高工作面采動覆巖裂隙演化及能量耗散規律。……