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作者：刘晓刚;张震;刘前进;冯彦军;任建超;
单位：中煤科工开采研究院有限公司;天地科技股份有限公司开采设计事业部;陕西陕煤曹家滩矿业有限公司;
摘要：针对超大采高工作面一次采出空间大、围岩控制的尺度效应突出,矿压显现强烈、来压机理不清等问题,采用数值模拟、理论分析和微震监测等手段对世界首套10 m超大采高综采工作面顶板破断结构、运动规律、来压机理和控制方法展开了系统分析和研究。结果表明:(1)顶板破断形态为“低位0～40 m悬臂梁(等效直接顶)+高位40～100 m砌体梁(关键层结构群)”组合形式。受中高位“关键层结构群”失稳影响,工作面存在规律性的大、小周期来压现象,单轮大周期来压含多次连续性强来压,来压强度高。(2)顶板岩层的“自下而上”和“自上而下”的垂向连贯破断,并触发中高位关键层的垂向“上、下联动循环失稳”,是导致大周期来压步距、持续距离及来压强度显著增大的关键诱因。同时,采场围岩应力演化受控于中高位关键层的破断过程,对中高位关键层的破断运动进行干预和控制是调控采场矿压的关键。(3)对低位厚硬岩层压裂弱化可以提升高位“关键层结构群”的稳定性,并阻断垂向岩层的“上、下联动循环失稳”过程,弱化大周期强来压风险。依据防控策略,在超大采高工作面实施了区域水力压裂治理工程,显著弱化了来压强度,取得了理想的效果。
关键词：10 m超大采高综采;;微震监测;;关键层联动失稳;;大周期来压;;矿压调控
基金资助：中煤科工开采研究院有限公司科技创新基金资助项目(KCYJY-2024-MS-12);; 天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2023-2-TD-ZD003);; 国家重点研发计划资助项目(2023YFC2907501,2023YFC2907502)
