煤峪口矿孤岛综采面采动应力场与支架适应性分析

李健伟

(山西大同煤矿集团有限公司 煤峪口矿，山西 大同 037003)

为缓解矿井接续紧张局面、降低煤层自燃风险，采区内通常采用跳采方式回采，这样就会形成一个两侧、三侧，甚至四侧采空的工作面，这类工作面称之为孤岛工作面[1-2]。由于工作面煤体处于多处采空区支承应力范围内，煤体应力重复叠加，造成煤体应力升高区范围加大，导致工作面矿压显现严重，诱发工作面冲击矿压[3-5]。煤峪口矿8605工作面为煤峪口矿406盘区规划的工作面，其北部和南部分别为8603采空区和8607采空区，该工作面属于孤岛工作面，工作面开采14-2号煤层，煤层平均厚度2.5 m，平均倾角2°，属近水平煤层，煤层顶板和底板岩层以砂岩和页岩为主，工作面采用综合机械化采煤，采煤机型号MG300/700-WD，液压支架型号ZZS-6000/17/37，刮板机型号SGZ-764/400，工作面长度179.9 m，推进长度540 m。

1 孤岛综采面采动应力场分布

煤体应力是影响工作面矿压显现的重要因素之一，为分析孤岛综采面应力分布特征，采用FLAC3D数值模拟软件进行煤峪口矿孤岛综采面采动应力场分布的研究，模型尺寸长、宽、高分别为400 m、400 m、300 m。模拟时简化模型尺寸，工作面模拟长度90 m，模拟推进长度270 m，模型四周和底部固定位移，上部施加均匀载荷模拟覆岩重力。

图1给出了试验工作面单侧采空下采动应力场分布云图。如图1所示，煤层应力升高区主要位于采空区四周，可以明显看出，工作面走向方向两侧的采动应力大于工作面前后，两侧煤层邻近采空区时应力较小，远离采空区后应力迅速增加至应力峰值，应力值约21.0～23.0 MPa，之后迅速降低至原岩应力，应力值约10.0 MPa。……