大倾角大采高煤矸互层顶板失稳规律及对支架的影响

解盘石，张颖异，张艳丽，陈建杰，张晓波，段建杰

(1.西安科技大学 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室，陕西 西安 710054; 2.西安科技大学 能源学院，陕西 西安 710054; 3.新疆焦煤(集团)有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830025; 4.重庆市能源投资集团科技有限责任公司，重庆 400060; 5.陕西冶金设计研究院有限公司，陕西 西安 710032)

大倾角煤层是指埋藏倾角为35°～55°的煤层，是国内外采矿界公认的难采煤层[1]。近年来大倾角煤层开采技术不断进步[2-3]，但在大倾角大采高煤矸互层顶板工作面，开采时由于各互层顶板呈非协同变形，该类煤层顶板极易发生失稳破坏，导致工作面矿压显现异常剧烈，并且由于采高的增大，工作面甚至会发生煤壁片帮、倒架及冒顶事故，从而影响支架-围岩系统整体稳定性，严重影响煤矿的正常生产，并对工作人员的人身安全造成威胁。因此，研究大倾角煤层煤矸互层顶板下支架与围岩关系，对该类煤层的安全开采具有重要的理论与现实意义。

近年来，已有许多学者对大倾角煤层采场围岩运移规律[4-6]、工作面支架-围岩关系[7-10]以及支架受载和失稳特征[11-13]进行了大量的研究，为“支架-围岩”稳定性提供了一定的基础。但在实际生产中，大倾角煤矸互层顶板较一般顶板更为复杂。虽有学者针对大倾角薄煤层复合顶板破断特征、工作面防倒滑措施[14-16]、特厚复合顶板锚杆支护方法[17-19]、工作面复合煤层的综合机械化开采技术[20-21]、大倾角煤层复合顶板的支护参数[22]、倾斜复合顶板巷道破坏及其稳定性控制的方法[23-24]进行了研究，但针对大倾角煤层煤矸互层顶板下支架与围岩关系的研究较少。……