大采高工作面矿压显现规律及顶板控制技术研究

王成帅,杨永康,郭 帅

(1.山西省煤炭职工培训中心,太原 030006;2.山西省煤炭职业中等专业学校, 太原 030006; 3.太原理工大学 采矿工艺研究所,太原 030024;4.内蒙古科技大学 矿业与煤炭学院,内蒙古 包头 014010)

煤炭是我国的基础能源和重要原料,随着煤矿开采技术及设备的发展,厚煤层开采比例逐年增加,大采高工作面矿山压力显现规律和围岩控制技术逐渐映入科技工作者的视野,特别是当煤层顶板坚硬不易垮落时,随着作业面的推进,空区顶板形成大规模悬顶,造成工作面矿压显现强烈[1-3]。但已有研究主要集中在工作面巷道围岩支护方式及矿压显现影响要素方面[4-7],对于大采高工作面覆岩破坏、矿压显现规律及围岩控制有待近一步研究。

基于此,本文以三道沟煤矿85201工作面为研究对象,运用实验室试验、数值计算、现场观测等方法,开展大采高工作面矿山压力显现规律和围岩控制研究,为类似地质条件矿井安全开采提供依据。

1 工程概况

三道沟井田位于陕西省府谷县西北,井田东西长15.4～21.4 km,南北宽15 km,面积约205 km2。三道沟煤矿隶属陕西省德源府谷能源有限公司,为千万吨低瓦斯矿井,可采储量近10亿t,现主采5-2#煤层,煤层赋存稳定,易自燃,为长焰煤或不粘煤,厚度6.48～6.95 m,平均6.6 m。直接顶为泥岩,厚度0～14 m,平均3.5 m；基本顶为粉砂细砂岩,厚度19.2～27.0 m,平均21.5 m。底板为泥质粉砂岩,厚度1.2～11.5 m,平均厚度8.0 m。

85201工作面是八采区首采面,沿煤层倾向布置,标高为1 098～1 132 m,地质构造简单。工作面以南为矿井三条主大巷,西为85202辅运顺槽,北为矿井边界。……