坚硬顶板综采工作面矿压显现规律研究

摘要

坚硬顶板由于其岩石抵抗破坏的极限强度很大,在煤层开采后在采空区可形成大面积悬顶,短期内不易自然垮落。通常会造成工作面来压步距和强度都很大,对工作面支架形成冲击,对安全高效生产构成了威胁。因此,准确掌握坚硬顶板条件下工作面来压规律显得尤为必要。
　　论文以大同煤矿集团王村矿8132工作面开采为背景,综合运用理论分析、实验室研究、数值模拟及现场实测等方法,对开采过程中坚硬砂岩顶板综采工作面矿压显现规律进行了研究,得到的主要结论如下:
　　(1)实验室测得8132工作面煤样的抗压强度RC=14.82MPa,抗拉强度Rt=0.92MPa,内聚力C=1.18MPa,内摩擦角=44.0°;顶板岩样的抗压强度RC=52.67MPa,抗拉强度Rt=4.84MPa,内聚力C=3.82MPa,内摩擦角=45.3°;底板岩样的抗压强度RC=68.32MPa,抗拉强度Rt=3.87MPa,内聚力C=6.07MPa,内摩擦角=40.9°。
　　(2)由FLAC数值模拟可知,随着工作面推进,采空区上方出现卸压区,而在开切眼及煤壁前方则一直出现应力集中区域,且垂直应力基本上呈对称分布;垂直位移量在采空区中部比两边大,且由上往下逐渐增大,初次来压之后采空区被压实。
　　(3)实测8132工作面上部老顶初次来压步距为54.6m,中下部老顶初次来压步距为57.1m,平均为55.85m。基本顶级别为IVa级,基本顶压力显现非常强烈。工作面上部老顶周期来压步距为19.73m,中部老顶周期来压步距为23.74m,下部老顶周期来压步距为24.63m,平均为22.70m。工作面从上到下顶板活动趋于剧烈。