近直立巨厚煤层覆岩活动规律及支架工作阻力研究

许猛堂¹，张炜²，王旭锋³，刘洪林⁴，管伟明⁴，周睿⁵

1. 贵州理工学院矿业工程学院2. 中国矿业大学物联网研究中心3. 中国矿业大学矿业工程学院4. 新疆大学地质与矿业工程学院5. 煤科集团沈阳研究院有限公司

摘 要：为研究近直立巨厚煤层开采覆岩活动规律,指导近直立巨厚煤层开采实践及支架选型,基于相似材料物理模拟试验,建立了覆岩呈散体结构的"支架-围岩"相互作用力学模型,得到支架工作阻力的计算式。研究结果表明:在大尺寸开采空间和多次分层重复扰动影响下,覆岩块体将呈现"散体"结构状;工作面支架所承受的载荷为上覆岩层自然平衡拱内松散岩体自重,支架的支护阻力不仅与支架宽度、控顶距及松散岩体抗压强度有关,还与工作面长度相关,且随着煤层工作面长度的增加呈线性增加。结合工程实例,验证了理论推导的合理性,研究成果对于分析近直立巨厚煤层的支架工作阻力,合理选择支架具有重要的工程意义。

关键词：近直立巨厚煤层;散体结构;顶板控制;工作面长度;支架工作阻力;