推进速度对大采高工作面关键层“悬臂梁”垮落形式的影响.pdf

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1、2015年第5期中州煤炭总第233期推进速度对大采高工作面关键层‘‘悬臂梁’’垮落形式的影响苏涛(国投煤炭郑州能源开发有限公司，河南登封452470)摘要：针对大采高综采工作面推进速度对覆岩关键层“悬臂梁”垮落运动的关系及其对矿压的影响，通过对工作面关键层“长悬臂梁”和“短悬臂梁一砌体梁”2种结构对工作面矿压影响机理进行分析，并利用张集矿1611(3)大采高综采工作面矿压实测数据对机理进行分析验证，得出不同推进速度下关键层“悬臂梁”垮落形式的矿压显现规律：在慢速推进时，关键层1与关键层2破断重叠，致使工作面来压剧烈，支护困难，适当提高推进速度可以避免两关键层同时断裂，降低来压强度。关键词：

2、大采高；推进速度；关键层；悬臂梁；垮落形式；矿压显现中图分类号：TD323文献标志码：B文章编号：1003—0506(2015)05—0071—03随着我国经济快速发展，对煤炭需求量不断增和裂隙发育的结果，采场围岩受开采扰动的时间不加，各种高产高效的方法陆续被应用于煤炭开采，开同对岩层断裂步距、直接顶破坏垮落和采空区稳定采条件较好的厚煤层时，优先选用生产能力大、工艺性造成影响。相对简单的大采高综采。在相同地质条件下，提高1．1对来压步距的影响大采高工作面单产量，主要依靠增加工作面长度、提提高工作面推进速度，煤壁前方应力峰值增大高推进速度，但提高工作面推进速度方法可控性强，且靠近煤壁，超前应

3、力区和围岩破坏区的范围减小，可根据开采地质条件实时调节。针对推进速度对大而对围岩的加载速率增大。根据岩石加载速率相关采高采场矿压和岩层运动规律的影响，许多学者开理论，提高加载速率，岩体裂隙发育度低，破坏程展了大量的研究，对指导煤矿安全高效开采具有一度较小，完整性好，仍具有较高的抗拉、抗压强度及定的意义。但是，由于所进行研究的工作面开采工良好的承载性。如果把岩体当作弹黏性体，快速推艺、煤厚和埋藏深度等不一样，没能把推进速度与大进时岩体发生蠕变变形时间短，变形量小，弹黏性岩采高覆岩关键层“悬臂梁”垮落形式和矿压显现相体保持较好的抗拉性。这说明工作面快速推进时，结合。因此，本文在以往研究的基础上

4、，通过相似模关键层受采动破坏的程度较小，关键层的抗拉强度拟、现场实测、理论相结合的分析手段，就不同推进比慢速推进时要大。关键层断裂步距等于关键层来速度对大采高覆岩关键层“悬臂梁”垮落形式和矿压步距，依据悬臂梁断裂公式(1)计算，由于关键压显现规律进行深入研究。层抗压强度增大，来压步距随之增大。1不同推进速度“悬臂梁”垮落形式对矿压L=的影响机理式中，为关键层来压步距；m为关键层厚度；[]根据损伤力学研究成果，岩体受采动破坏是为关键层抗压强度；y为关键层1容重。一个渐进的过程，岩体的力学性能、裂隙发育积累及1．2对来压持续长度的影响断裂发展等都具有显著的时效特征。不同推进速度关键层悬臂梁周期

5、性破断开始回转运动，采场下采场围岩的变形破坏是时效变形过程中损伤积累液压支架阻力上升，出现来压现象，当关键层悬臂梁断裂块回转触矸，来压结束，此期间工作面推进距离收稿日期：2015一O1—19为来压持续长度，依据图1对不同推进度下关键层作者简介：苏涛(1972一)，男，河南登封人，注册安全工程师，2010悬臂梁回转对来压持续长度的影响进行研究。年毕业于河南理工大学，现从事技术管理工作。·7】·2015年第5期中州煤炭总第233期时相比(来压序号1—6)明显增长，增幅分别为3．0，1．8In，符合“长悬臂”直接垮落来压特征。在慢速推进时，关键层1短悬臂断裂(来压序号1，3，5)回转能形成砌体梁

6、平衡结构，采场来压时支架平均载荷比快速推进时小1．5MPa，而非来压时载荷相差不大，随着工作面推进，关键层1以“短悬臂(a)慢速推进(b)快速推进梁一砌体梁”交替垮落向前运动。大采高工作面持续推进，关键层2也发生周期断裂，在快速、慢速推图1不同推进速度下关键层1破断回转示意进时关键层2周期断裂步距L(L=L+L)相差不(1)大采高工作面慢速推进时，关键层“悬臂大，约27．5nl。慢速推进时，关键层1与关键层2梁”只需回转小角度就能触矸结束来压，此时工作断裂时刻重叠，与关键层1一起断裂，工作面支架工面推进距离小于快速推进时的工作面推进距离，作阻力明显增大，煤壁片帮严重，顶板发出断裂声“短悬臂

7、一砌体梁”来压持续长度小于“长悬臂梁”响，关键层1的“短悬臂一砌体梁”结构可能失稳。来压持续长度(S。