大采高全宽工作面厚硬顶板迁移破断量化与控制

摘要

随着工作面采深不断增加，赋存有多层厚硬顶板的大采高工作面矿压显现程度不断加强，为提高大采高全宽工作面多层厚硬顶板控制效果，以内蒙古母杜柴登煤矿30202工作面为工程背景，采用现场实测、理论分析、数值模拟等手段研究大采高全宽工作面厚硬顶板破断规律及破断量化特征，揭示全宽工作面多层厚硬顶板破断对大采高工作面强矿压显现的作用机制.结果表明：大采高全宽工作面厚硬顶板破断存在由工作面中部向工作面两侧迁移的现象，并呈动态迁移破断特征，其中厚硬顶板在工作面中部的断裂尺寸小于工作面两侧；将全宽工作面顶板动态迁移破断结构边界分为“两邻边固支、两邻边自由”边界、“两对边简支、一边固支、一边自由”边界以及“一边固支、一边简支、两邻边自由”边界，基于此构建了全宽工作面厚硬顶板迁移破断结构力学模型，计算得到厚硬顶板由工作面中部向工作面两侧迁移顺次破断的断裂距和断裂块体数量等破断参数，并构建了大采高全宽工作面多层厚硬顶板破断量化模型.根据全宽工作面厚硬顶板破断特征和破断量化参数，提出了全宽工作面顶板条带预裂+液压支架区域管理协同控制方法，提高了30202工作面煤壁和顶板控制效果.

关键词

全宽工作面 / 厚硬顶板 / 迁移破断 / 强矿压 / 顶板控制