特厚煤层综放工作面开采采厚效应研究

郎明辉

(山西省晋能控股集团晋城煤炭事业部 亿欣煤业，山西 晋城 048200)

随着国内煤炭开采技术及装备水平的提高，煤层开采厚度也在不断增加。煤层开采厚度增加使得采场覆岩结构、应力分布表现出了不同的特征。这些新的特征，如果不能及时掌握并加以控制，有时会造成顶板灾害[1-3]。吕嘉锟等[4]通过数值模拟及理论分析研究了采厚变化条件下，采场支承应力分布特征；马月连等[5]通过相似模拟试验对6～12 m采高变化时，覆岩三带变化及矿压特征进行了研究。国内学者对于采厚变化后覆岩结构、应力分布进行了大量的研究，取得了丰硕的成果，但是采厚较多局限于12 m以下，对于特厚煤层采厚效应的研究成果较少。因此研究特厚煤层综放工作面采厚效应对于采场围岩控制、保证回采巷道围岩稳定性具有极其重要的意义。

1 工程概况

山西某矿主采3～5号煤层，煤层厚度为8.36～29.21 m，平均17.52 m；倾角为2～6°，平均3°。3～5号煤层结构复杂，多见分岔合并现象，沉积环境不稳定。煤层节理较发育，中等以上硬度；煤体抗压强度27～37 MPa，平均32 MPa；煤层基本顶为灰白色中粒砂岩，厚度2.30～14.15 m，平均7.40 m；直接顶为黄白色、灰色煌斑岩，厚度4.77～39.44 m，平均17.72 m；直接底为灰褐色高岭岩，厚度1.66～3.25 m，平均2.51 m；煤层采用综采放顶煤一次采全高的采煤方法开采，放煤方式采用一刀一放双轮顺序放煤的方式。

2 特厚煤层综放开采覆岩结构

特厚煤层综放开采采出的煤层厚度较大，随着煤层不断开采形成了大尺度的采空区，使得覆岩结构出现了新的变化，对比普通厚度的煤层，更高的层位才能形成稳定的砌体梁结构[4]。……