基于覆岩结构理论的冲击煤层孤岛工作面宽度研究

张明^1,2，李克庆^1,2，姜福兴^1,2，杨根地³，徐守金³，陈峰³

1. 北京科技大学土木与环境工程学院2. 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室3. 枣庄矿业集团高庄煤业有限公司

摘 要：针对冲击煤层孤岛工作面上覆岩结构复杂、开采极易诱发冲击地压等灾害问题,提出了采前孤岛工作面宽度设计的留设方法。以山东某矿为工程背景,首先根据孤岛工作面周边采动情况及覆岩运动规律,确定关键层是否破断,进而得到了孤岛工作面"Γ"型覆岩结构分布;其次采用矿压理论分析不同覆岩结构分布对工作面应力传递规律,估算了孤岛工作面静态支承压力;最后根据孤岛工作面应力分布特点,理论分析了工作面整体支承强度,并结合工作面回采冲击失稳发生机理,确定了工作面宽度合理范围。通过工程类比与理论计算,得到了该矿3上1105孤岛工作面宽度大于170 m的结论,为工作面宽度设计提供理论依据。

关键词：采矿工程;覆岩空间结构;孤岛工作面;支承应力;冲击地压;宽度设计;