浅埋深综采工作面过集中煤柱压架机理分析

李浩荡^1,2，张彬^3,4,5

1. 神华集团有限责任公司煤炭生产部2. 新疆维吾尔自治区党委全面深化改革领导小组办公室3. 中国矿业大学(北京)4. 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院5. 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室

摘 要：针对我国西部矿区浅埋深近距离煤层过房柱采空区集中煤柱时压架事故频发的问题,以神东矿区石圪台煤矿综采工作面为对象,采用理论分析和数值模拟的方法分析了压架机理。结果表明:受集中煤柱支撑的上覆顶板较为完整,综采工作面进入集中煤柱前和在集中煤柱下,综采工作面顶板压力基本正常,对支架影响不大;当综采工作面推过集中煤柱一段距离后,集中煤柱进入采空区,其状态由弹塑性状态变为完全塑性状态,随下方岩层下沉,发生失稳破坏,并导致其上方顶板岩层的大面积破坏下沉;基本顶无法形成稳定的"铰接岩梁"结构,发生瞬时断裂失稳,形成远大于支架工作阻力的超大动载矿压,将下方综采工作面80%的支架压死。因此,上方悬而未冒的基本顶的失稳切冒且无法形成稳定结构成为大面积、瞬间压架的根本原因。

关键词：集中煤柱;压架;浅埋深煤层;房柱采空区;