西部鄂尔多斯矿区强矿压显现及顶板运动规律

高学鹏^1,2，于凤海^1,2，任强³，张闯³，张远志³，罗波远³

1. 矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室2. 矿业工程国家级实验教学示范中心3. 鄂尔多斯市昊华红庆梁矿业有限公司

摘 要：矿山压力显现研究对于围岩控制与动力灾害防治必不可少。为研究西部鄂尔多斯矿区矿压显现及顶板运动规律,基于红庆梁矿现场调研,分析了强矿压显现演化规律及其原因,建立了"软岩基本顶+砾岩关键层"的覆岩结构及相应的计算模型。基于采空区矸石压缩变形理论,确定了下部垮落岩体对砾岩层的支承荷载参数并推导了砾岩层破断步距表达式。研究结果表明:受上覆硬厚砾岩层运动影响,300～340 m推采范围为工作面强矿压显现区域,支架大面积泄液与煤壁大面积片帮为强矿压主要显现形式,最大片帮深度达1.5 m。采空区垮落岩体对砾岩层有一定的支承作用,影响砾岩层的弯曲下沉及其破断步距,在此条件下的砾岩层运动过程可分为3个阶段,分别为未触矸阶段、持续弯曲下沉阶段、砾岩层破断阶段。模型计算的砾岩层破断步距为306.9 m,现场验证为320m。上述研究可为相似地质条件下的超前支护设计和矿压显现控制提供参考。

关键词：强矿压;顶板下沉;矸石压缩;弱胶结岩层;岩层运动;