葛铺矿14－1103综采面老顶来压步距预测及实践

王金龙

（山西焦煤集团投资有限公司 正利煤业，山西 吕梁030053）

1 工作面概况

14－1103综采工作面为正利煤业葛铺煤矿一采区综采工作面，位于14－1101综采工作面以西，一采区轨道上山以南，南邻矿界，东西皆为未开采的实体煤，工作面煤层标高为642.8～717.7m，低于奥灰水静止水位标高，属于带压开采。14－1103工作面煤层整体呈单斜构造，走向近南北，倾向东，倾角6°～10°，平均倾角8°，工作面走向长度2212.7m，倾斜长度180m，煤层厚度平均为3.04m。在工作面的回采区域范围内，煤层沿走向存在波浪起伏变化，煤层顶底板多为砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩或泥岩，顶板岩石较完整，煤层易片帮，顶板易冒落。煤层综合柱状见图1。

工作面支护情况：本工作面选用支撑掩护式电液控液压支架，工作面切眼长180m，工作面开采之初布置130台支架：其中轨道顺槽布置8台ZTC10000／18／38型超前支架，工作面布置6架ZZ6000／18／38D型过渡支架，115架ZZ6000／18／38D型中间架，1组 ZT12000／18／38型过渡支架，胶带顺槽布置8架ZTC10000／18／38型超前支架。

图1 煤层综合柱状

2 老顶力学模型建立

在煤炭开采过程中，采场直接顶随着工作面的推进发生冒落，老顶逐渐悬空并在其上覆岩层的载重作用下发生弯曲变形。当工作面的推进距离达到老顶的极限时，老顶岩梁发生断裂。老顶梁式断裂，可采用材料力学方法求得。

老顶在初次垮落时，老顶岩梁两端都固支在煤壁中，相当于固支梁，其受力分析见图2。

图2 岩梁上任意点的应力分析

3 老顶垮落时极限跨距力学分析

3.1 老顶初次垮落极限跨距

已知梁内任意点的正应力б为：