薄煤层工作面低洼段停采诱发顶板关键层浸水破断失稳机理

摘要

针对薄煤层工作面停采引起的低洼段顶板与涌水问题，以叙永一矿1599工作面为背景，综合采用理论分析、物理相似模拟、数值模拟及现场实测等方法，系统研究停采前后覆岩裂隙演化规律及扩展至含水层后的关键层破断失稳类型和力学机理。结果表明：C19煤层低洼段顶板上方0～40 m处于富水状态；回采阶段未进入低洼段时，工作面顶板亚关键层1和2依次破断并形成稳定的梁结构，覆岩裂隙以离层裂隙为主；进入低洼段并停采后，顶板覆岩离层裂隙持续横向发育，纵向裂隙扩展至长兴组灰岩含水层，形成完整涌水通道，受水影响的亚关键层1和2的周期性破断距更短，垮落带与裂隙带发育高度更高；工作面过低洼段时，受支架有效支撑力不足、推采速度缓慢和亚关键层2浸水劣化等因素共同影响，亚关键层2破断后发生滑落失稳，引发1599工作面顶板压架及涌水。基于此，提出对1599工作面低洼段顶板岩层采用中深孔注浆-超前疏排水协调控制方案。

关键词

起伏煤层 / 薄煤层 / 灰岩富水层 / 关键层侵蚀 / 顶板压架