基于分区支承力学模型的综放工作面顶板矿压演化与压架预测

作     者：徐刚 张春会 蔺星宇 迟国铭 范志忠 于永江 XU Gang;ZHANG Chunhui;LIN Xingyu;CHI Guoming;FAN Zhizhong;YU Yongjiang

作者机构：天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 中煤科工开采研究院有限公司北京100014 河北科技大学建筑工程学院河北石家庄050018 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司陕西神木719315 

基　　金：国家应急管理部科技助力经济2020重点资助项目(SQ2020YFF0426364) 河北省教育厅重点资助项目(ZD2020338) 天地科技股份有限公司科技创新基金重点资助项目(KJ-2019-TDKCZD-01) 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2022年第47卷第10期

页      码：3622-3633页

摘      要：为预测综放工作面压架灾害,在综放顶板分区支承力学模型基础上,提出了综放工作面大采厚顶板矿压演化计算方法和支架压架判据,编制了相应的计算程序,分析了综放工作面顶板矿压演化规律,研究结果表明:①综放工作面顶板矿压演化包括4个阶段,分别为缓慢增阻阶段、顶板断裂阶段、快速增阻阶段和失稳阶段。②缓慢增阻阶段顶板沉降量小,支架增阻量小,顶板来压不强烈;快速增阻阶段顶板沉降量大,支架增阻显著。③顶板断裂阶段是矿压从缓慢增阻向快速增阻转变的过渡阶段。顶板煤壁前方断裂时,顶板的边界条件改变,顶板来压剧烈,支架增阻量大,易于引起安全阀开启,若顶板沉降量超过支架活柱允许压缩量,引发大面积切顶压架事故。④当工作面推进至断裂线处,顶板失稳,支架急增阻,若垮落覆岩作用于支架上的荷载超过支架额定工作阻力,安全阀开启,易于引发大面积压架事故。⑤支架额定工作阻力和初撑力设计应遵循的原则是:在缓慢增阻和快速增阻阶段,支架承担的荷载不超过支架额定工作阻力;在顶板断裂阶段,支架应具有足够的可压缩空间卸位让压;在失稳阶段,支架应具有足够的额定工作阻力承担垮落覆岩作用荷载。⑥酸刺沟煤矿6105-2综放工作面采用ZF15000/26/42四柱支承掩护式支架,初撑力10800 kN,支架额定工作阻力不足,易于发生大面积压架事故。

主 题 词：矿压演化 压架判据 综放工作面 分区支承力学模型 支架额定工作阻力 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13225/j.cnki.jccs.2021.1769

馆 藏 号：203115473...