王家山煤矿大倾角厚煤层综放采场矿压规律研究.pdf

第3 5 卷 第l 2 期 煤 炭 科 学 技 术 2 0 0 7 年l 2 月 王家 山煤矿大倾角厚煤层综放 采场矿压规律研究 章 黎 明 甘肃靖远煤电股份有限公司，甘肃 白银7 3 0 9 1 7 摘要结合王家山煤矿 4 4 0 7大倾角厚煤层长壁综放工作面的煤层地质、巷道布置和采煤工艺等 具体条件 ，通过相似材料模拟实验 、有限元数值计算方法，以及全面系统的采场矿压观测研究，初 步得 出了大倾角厚煤层长壁综放工作面的顶煤初次垮落、大面积垮落、直接顶初次垮落步距、基本 顶初次垮落步距、周期垮落步距和来压强度及相关的矿压显现特征等规律 ，对该综放采场的矿压显 现特点进行 了研究，为支架选型提供科学依据。 关键词 大倾角 ；厚煤层；矿压显现；长壁综放 中图分类号T D 3 2 3 文献标志码 A 文章编号0 2 5 3 2 3 3 6 2 0 0 7 1 2 0 0 2 2 0 5 Re s e a r c h O n g r o u n d b e h a v i o r l a w o f f u l l y me c ha n i z e d c a vin g mi n i n g f a c e i n d e e p i n c l i n e d s e a m o fⅥ n g j i a s h a n Mi n e ZHANG Li - mi n g G a n s u J i n g y u a n C o a l a n dE i e c t r i cP o w e r C o m p a n y L td ． ， B a i y i n 7 3 0 9 1 7 ，C h i n a Ab s t r a c t I n c o mb i n e d w i t h t h e s e a ／ n g e o l o g y ，g a t e wa y l a y o u t ，c o a l mi n i n g t e c h n o l o g y a n d o t h e r c e r t a i n c o n d i t i o n s o f No 4 4 4 0 7f u l l y me c h a n i z e d c a v i n g m i n i n g f a c e i n t h e d e e p i n c l i n e d s e a m o f Wa n g j i a s h a n Mi n e ， w i t h ’ t h e s i m u l a t e d m a t e r i a l s i m u l a t i 0 n e x p e ri me n t a n d fi n i t e e l e me n t n u me ric M c a l c u l a t i o n me t h o d，a s we l l a s t h e r e s e a r c h o n t h e f u l l s y s t e ma t i c g r o u n d b e h a v i o r mo n i t o rin g a n d me a s u r e me n t o f t h e c o a l mi n i n g f a c e ，t h e t o p c o a l i n i t i al c a v i n g ，t h e l arg e are a f a l l i n g， t h e i n i t i al f all i n g d i s t a n c e o f t h e d i r e c t r o o f ，t h e i n i t i al f all i n g d i s t an c e o f t h e b a s i c r o o f ，p e ri o d i c al f a l l i n g d i s t an c e，s t r a t a p r e s s u r e s t r e n g t h，a n d t h e r e l a t e d g r o u n d b e h a v i o r f e a t ure s a n d l a w s o f t h e f u ll y me c h a n i z e d l o n g , w all c a v i n g f a c e i n t h e d e e p i n c l i n ed s e a m ware o b t a i n e d T h e p a p e r h a d a r e s e a r c h o n t h e gro u n d b e h a v i o r f e a t u r e s o f t h e f u l l y me c h an i z e d l o n g wall c a v i n g mi n i n g f a c e ，w h i c h c o u l d p r o v i d e t h e g u i d a n c e r e f e r e n c e s t o t h e h y d r a u l i c p o we r ed s u p p o rt s e l e c t i o n ． Ke y wo r d s d e e p i n c l i n a t i o n；t h i c k s e a m；gro u n d be h a v i o r ；f u l l y me c h an i z e d l o n g wa l l c a v i n g mi n i n g 王家山井田含煤地层为中侏罗系 J ，岩性 主要为灰白色砾岩、砂岩 、粗砂岩、细砂岩及灰黑 色深灰色泥岩 、砂质泥岩、煤层组成 。含煤 四层 ， 主采煤层 为二号与 四号煤层 。煤层埋 深 为 2 6 0 3 2 0 in ，地表为黄土丘陵荒地，无任何建筑物。工 作面所采四号煤层，该煤层呈单斜构造。工作面范 围内煤层走向 N 8 0 E ，倾向 s E ，倾角 3 8 4 9 。 ，平 均 4 3 ． 5 。 ，东西两面较陡 、中间缓。煤层厚度 8 ． 5 1 8 in，东厚西薄，平均厚度 1 1 ． 0 in 。四煤层为 黑色，沥青光泽，条带状结构，以半暗煤为主半亮 煤次之。煤层普氏系数约为 1 ． 0 ，煤层裂隙发育程 度 2类 。 煤层直接顶为灰色及深灰色泥岩 、粉砂岩 ，厚 度 8 in，直顶顶下有 O ． 5 in厚的高炭 质泥岩伪顶 ， 2 2 极易垮落 。基本顶为灰色 、灰白色中粗细砂岩 ，厚 度大于 2 5 in。直接底为深灰 色泥岩 ，厚度 0 ． 8 in。 基本底为灰白色粗砂岩厚度 1 8 in，底板之上有 0 ． 8 1 ． 2 in厚 的泥岩夹层。 工作面巷道按走 向长壁一次采全高布置。运输 平巷靠近煤层顶板。回风平巷破煤层底板布置，为 半煤岩巷道 。 工作面开切眼采用 “ 水平 一圆弧过渡 一倾斜” 的布置方式。采用大倾角厚煤层走向长壁综采放顶 煤采煤法，M G 2 0 0 ／ 5 0 0一 Q WD型双滚筒采煤机落 煤，截深 0 ． 6 in，割煤高 2 ． 8 in，放顶煤高 8 ． 2 in， 采放比 1 3 ，工作面前后部各安装 S G Z 7 3 0 ／ 2 0 0型 刮板输送机运煤，采用 Z F Q 3 6 0 0 ／ 1 6 ／ 2 8型液压支 架 及 配 套 的Z F G 4 8 0 0 ／ 1 9 ／ 3 0 型 过 渡 支 架、 维普资讯 第3 5 卷 第1 2 期 煤 炭科 学 技 术 2 0 0 7 年1 2 月 Z T 1 4 4 0 0 ／ 2 0 ／ 3 1下 端 头 支架 、Z T 9 6 0 0 ／ 2 0 ／ 3 1上 端 头支架支护采场 ，全部垮落法管理顶板 。 1 模拟试验分析 1 ． 1 相似模拟试验 、数值模拟计算分析 1 顶煤 初垮步距 为 3 2 I T I ，由于顶煤 很厚 ， 顶煤全厚垮落时直接顶同时垮落。初垮阶段支架工 作阻力达到 3 5 2 8 k N。 2 基本顶初次来压步距 为 6 0 IT I 左右 ，初次 来压时支架载荷达到 4 0 1 3 k N。 3 周期来压步距 为 1 8～ 2 3 IT I ，支架载荷在 3 5 01～4 1 1 3 kN。 4 根据 走向模 型所得 的支架最大 承受载荷 4 0 1 3 k N，为安全计 ，取 2 5 。 时的煤层倾 角得到的 支架载荷为 3 7 0 0 k N 。采用轻型支架可以满足工作 面的支护要求。从可靠性出发 ，支架 的最大工作阻 力应按理论分析结果提高 1 0 ％左右 。 5 支架设计 时工作 阻力可 在 3 5 0 0～3 8 0 0 k N取值确定。 6 支架在 4 0 。 斜 面所承受的侧 向力为 2 5 8 0 k N。不含支架的重量在斜面上的侧 向分力 。 1 ． 2围岩活动的主要特点 顶煤及顶板除受 自重场的作用外 ，还要承受因 采动及顶板弯曲下沉而形成的附加应力场的作用。 由于受采动及顶板弯曲下沉的影响 ，顶煤及围 岩位移起始于煤 壁前方较远 的位置。回采过程 中， 顶板弯曲下沉的特征较明显。在支架上方 ，顶煤 的 水平位移较大 ，直到支架后部位置附近，顶煤的水 平位移与垂直位移都剧增至最大值 ，最终发生顶煤 散体垮落。 在顶板压力作用下 ，支架上方靠近采空区侧的 顶煤首先发生张拉性破坏。随着顶板的不断下沉， 压剪破坏区不断向煤体内部扩展 。煤壁前方支承压 力峰值点至煤壁范围内的顶煤进入塑性状态 ，塑性 区顶煤的承载能力随其接近工作面而不断降低 。煤 壁前方与支架上方煤体 的主要破坏形 式为压剪破 坏 ，煤壁表层与采面支架后部位置附近的煤体呈现 出张拉破坏现象。 沿煤层倾向的上端头围岩与倾斜岩层的底板都 出现了较大的水平位移 ，在 回采过程 中上端头的围 岩片帮控制是重点加强的关键部位 ，沿倾斜布置的 支架要提前采取 防滑与防倾倒 的措施。 1 ． 3支架 一围岩相互作用关 系分析 在大倾角厚煤层综放工作面 ，液压支架在顶板 压力 、支架 自重 、相邻支架的挤靠力 、支架工作阻 力、底板反力作用下处于平衡状态。然而工作面的 顶板 煤不 仅受 支承压 力 的作用 而变 形破坏 ， 而且还受到倾斜方向重力分力的作用。因此 ，倾斜 煤层 的顶板不是沿顶底板的法线方 向移动 ，而是沿 一 条逐渐接近重力方 向 的曲线移 动。顶板 越不 稳 定 ，其移动曲线偏离法线越远 。顶板移动的法线分 量对支架产生垂直作用力 ，有利于支架 的稳定。顶 板移动的切向分量对支架产生侧向力 ，可能导致支 架倾倒。因此 ，在不同煤层倾角下顶板运动方向与 煤层法向的夹角的变化对支架抗倾覆系数的影响是 显著的。 顶板运动 轨迹 对支架 的滑 动稳 定性影 响也很 大。如果顶板运动一开始就完全沿重力方向，对于 倾角达到 3 5 。 的煤层 ，支架的抗滑能力都很小。 当支架工作阻力一定时，支架尾部抗扭稳定系 数随顶煤 冒放高度增大而非线性降低 ，随着顶煤 冒 落高度增大 ，稳定系数最终降至 1 ． 0以下 ，支架受 扭失稳 ；当顶煤垮落高度一定时，支架抗扭稳定系 数随支架工作阻力线性增大，支架对顶底板的作用 力对支架的抗扭稳定作用明显。同时，顶梁上顶板 压力的分布状态对支架的稳定性也有影响，尽量使 支架顶梁受力比较均匀 ，有利于扭转支点落到支架 后部 ，减小扭矩 。 沿工作面倾斜方 向由上而下顶煤损伤程度逐渐 减小 ，工作面压力由上而下渐小 ，工作面上段通过 顶煤体传递到支架上 的压力将大于下段 。工作面上 段垮落的顶板岩块落到工作面下段 ，充填了工作面 下段 的采空区 ，上段采空区空顶面积大。因此 ，工 作面矿压显现上段较强 ，中段次之 ，下段较弱。 2工作面矿压观测分析 2 ． 1 沿走向矿山压力显现的特点 1 工作面推进 2 1 IT I ，顶煤初次垮落 ；推进 3 9 m，顶煤直接顶大面积垮落 ，工作面中上部支架 立柱安全阀开启 ，但持续仅 2 d ；推进 6 0 I T I 左右 ， 基本顶初次来压 ，立柱安全阀开启 ，持续时间 4 5 d ；推进 8 0 I T I 左右 ，基本顶第一次周期来压 ；推 进 1 0 0 m，基本顶第二次周期来压 。来压时支架立 柱下缩量较大 ，每天达 1 0 0～1 5 0 m m。未来压时 ， 前立柱压力大于后柱压力 ，压力较大时有安全阀开 2 3 维普资讯 第3 5 卷 第1 2 期 煤 炭 科 学 技 术 2 0 0 7 年l 2 月 启现象 ，而后立柱压力一般较小 ，甚至为零 。 2 初次来压步距及强度 初次来压步距 6 O m，顶板来压强度系数 1 ． 6 5 ，安全阀开启，高于支 架工作阻力 3 6 0 0 k N，持续时间5 d左右 ，第 3～ 4 d最剧烈 ，安全阀频繁开启 。 3 周期来压步距及强度 周期来压步距 1 8 ～ 2 0 m，顶板来 压强度 系数 I ． 5 0 ，安全 阀开 启 ， 高于支架工作阻力 3 6 0 0 k N ，但持续时间较短。周 期来压步距约为初次来压步距 的 1 ／ 3 。 2 ． 2 沿倾斜方向矿压显现特点 沿倾斜矿压一般为中部偏上最大，上部次之， 下部较小 ，如图 1 所示。在开采初期 ，下端头压力 最早出现较大值 ，随后上部压力较大，之后中部又 较大 ，再后来下部却 偏大，但未达 到支架工作 阻 力，只是前后立柱压力接近 ，前柱压力仍较大 ，接 近工作阻力。这与相似材料模拟和数值模拟试验所 得出的结论基本是一致的。 主 s3 。5 2 0 l 0 上 部中上 部 圆弧段下 部 工作面位置 图 1 沿工作面倾斜方 向压力分布 2 ． 3 侧护板千斤顶压力观测与分析 2 ． 3 ． 1 圆弧段以上单支架的侧 向力观测结果分析 1 一般压力在 5 M P a以下 ，通 常上侧 护板 的前千斤顶压力小于下侧护板 的后千斤顶压力 ，这 与支架前立柱压力通常大于后立柱情况正好相反 。 这是 由于支架重心偏后 ，工作面伪仰斜推进 ，由下 向上移刮板输送机拉架引起支架后部下摆造成 的。 2 一般调架 时千斤顶伸 出后 ，压力随时 间 的延长呈下降趋势 ，说明支架调回时在侧 向力 的作 用下有下滑趋势 。 3 一般侧护板千斤顶压力保持平衡或小幅 上升 ，说明支架对上邻架的下滑有抑制作用。 4 液压支架在 大倾 角斜面上处于动态 的平 衡 ，自身的稳定起决定性作用 ，侧护板对下滑只起 辅助的调架作用。 5 液压支架的侧护板一般都受侧向力，特 别是在侧向调架时，瞬间压力较大；来压前后及来 压时，支架侧向力一般都比较高，但侧护板前后千 斤顶压力相差较大。这又不同于支架立柱在来压时 2 4 都达到工作阻力的情况，说明顶煤在来压时沿层面 向下有较剧烈的滑动，支架在斜面偏上偏斜造成侧 护板前后千斤顶受力不均 ，有时侧护板千斤顶压力 强度还高达 2 5～3 0 MP a 。 6 当支架 以其 下邻架 为辅 助依 托调架 时 ， 因下邻架 自身较稳定 ，所以其上侧护板前千斤顶压 力从平稳经略增到新 的平稳 ；因下邻架又与它的下 邻架为辅助依托 ，所 以它的下侧护板后千斤顶压力 增加量很小。当本 架依其下邻架 为辅助依托调架 时，因本支架 自身稳定性降低 ，底座下摆 ，下邻架 有微量下滑，所 以本架的下侧护板千斤顶压力调架 后有所降低 ，并达到平稳。 7 由于基本架一般都未用防滑千斤顶相连， 通常侧护板千斤顶较高的压力主要是 由于上邻架及 以上的多个支架下滑或倾倒所致。 8 考虑到支架质量较大，达 1 3 ． 8 t ，工作面 倾角较大，所用支架侧护千斤顶缸径特设计为 1 0 0 m m，试验表明调架力足够。但 由于千斤顶轴向滑 动性较大 ，造成进回液管在螺纹处折断 ，无法在井 下更换 ，影响正常使用 。 9 大倾 角支架侧护板不再单纯象缓倾斜工 作面，只能起 防止架间漏煤矸的作用 ，而重要的是 起调架和防止支架下滑和倾倒的作用。 2 ． 3 ． 2 侧 向力分布 支架侧 向力 大小一般 随工作面倾角增 大而增 大，随着上邻支架下滑倾倒而增大，随下邻架底座 下摆，支架前部侧向力增大。当来压时，若支架失 稳，就会出现较大侧 向力 ，否则 ，侧向力一般不会 很大 。侧向力大小取决于支架的稳定性 ，支架不失 稳 ，就不会测到 较大侧 向力 ，反之亦然 。应 当指 出，支架在急斜工作面上所受侧 向力是存在的，稳 定是相对的，暂时的，动态 的；而失稳下滑是绝对 的，长期的，而且是难 以避免的。问题是如何预防 支架失稳下滑和对出现下滑失稳支架进行调整。此 试验工作 面采用 1 0 0 m m缸径 的侧护 千斤顶就是基 于以较大的调 架力 对下滑失稳支架进行 防护和调 整 ，并通过降低支架高度和降低支架重量来减缓支 架下滑和倾倒。 2 ． 4端 头支 架压 力观测 与分 析 1 下端头支架压力大小主要取决于工作 面 下部采空区充填是否严实，而与工作面来压关系不 大 ，除开采初期的一段时间外 ，下端头支架压力一 直 比较正常 ，未达到额定工作阻力。 维普资讯 第3 5 卷 第l 2 期 煤 炭 科 学 技 术 2 0 0 7 年l 2 月 2 上端头支架压 力大小取决于工作 面向前 推进时 ，顶板煤悬顶及 冒落情况 ，与工作面来压有 关 ，一般与工作面 中部来压在 时间上超前 1～3 d 或基本同步 ，这与下端头有显著 的区别。上端头支 架在没有下倾失稳情况下 ，常常右前立柱压力大于 左后立柱压力 ，这主要是由于上端头支架下侧护板 支 撑 着 工 作 面 与 回风 平 巷 相 交 的 三 角 区顶 煤 板 。另外 回风平巷 上帮及 顶板锚 网支护整体性 较好 ，强度较高 ，不易 冒落 ，也使得左后立柱压力 较右前柱压力偏小 。 2 ． 5顶煤变形及运移规律观测 通过顶煤运移规律的观测，依据顶煤破坏特征 可以将顶煤 的破坏放出过程分为以下 4个区域 ，如 图 2所示 。 支承 ＼ ，l n II 、 ＼I ／ I 图 2 顶煤变形 区域 1 顶煤 压缩 区 I，工作 面煤 壁 前 方 1 6 m 初次来压和 1 0 m 周期来压 以远 ，顶煤基本 不产生位移。工 作面煤 壁前方 1 6 m 初次来 压 和 1 0 m左右 周期来压 ，顶煤 开始移动。根据 工作面沿倾 向上中下应力分布的区域化特征 ，可以 确定端尾支架煤壁前 方 6 m、端头支架煤壁前方 4 ／ 1 1 、中部煤壁煤前方 3 m至煤壁前 l 0～1 6／ 1 1 为顶 煤压缩区。 2 顶煤破坏发 展区 Ⅱ，工作 面上端煤 壁至 前方 6 m、下端煤 壁至前方 5 m、中部煤壁至前方 4 m之间的区域为顶煤破坏发展区。 3 顶煤松动 区 Ⅲ，煤 响m后 3 ． 5 m之间的 区域为顶煤松动区。 4 顶煤冒放区Ⅳ，煤壁后方 3 、 5 m之后为 顶煤 冒放区。 3工作面矿压显现 综合分析 3 ． 1 基本顶初次来压、周期来压步距及强度系数 大倾角厚煤层走 向长壁综放开采回采工作面基 本顶初次来压步距 、强度也有与一般单一煤层相 同 之处及不同处。相同之处在于都存在基本顶的初次 来压 ，不同之处在于基本顶的初次来压步距及强度 都与一般单一煤层的开采有不少差异。大倾角厚煤 层走 向长壁综放开采的初次来压步距与一般单一煤 层 的开采的来压步距相 比相对要小 ，来压强度系数 也相对较小。这是 由于大倾角综放开采时，随着顶 煤 的不断放 出采空区出现了较大 的活动空 间，致使 基本顶容易及时造成失稳而垮落 ，来压强度系数也 随之降低。王家山煤矿大倾角厚煤层走向长壁综放 开采 回采工作面推进 6 0 m左右时 ，基本顶初 次来 压 ，立柱安全 阀开启 ，持 续时间 4～5 d ；推进 8 0 m左右 ，基本顶第一次周期来压 ；推进 1 0 0 m，基 本顶第二次周期来压。周期来压步距 2 0 m左右 约为初次来压步距 6 0 m左 右 的 1 ／ 3 。来压时 支架立柱下缩量较大，每 日达 1 0 0～1 5 0 m m。未来 压时 ，前立柱压力大于后柱压力 ，压力较大时安全 阀开启 ，而后立柱压力一般较小 ，甚至为零。 3 ． 2工作面支承压力分布规律 1 沿走 向支承压力分 布。沿走 向支撑压力 范围要 比一般单一煤层开采的分布范围大 ，峰值点 前移。这主要取决于顶煤 的物理力学性质 、煤层倾 角等因素。煤层愈软支撑压力分布范围愈大 ，峰值 点距煤壁也就愈远。这 是由于顶煤强度相对较低 ， 在直接顶及基本顶载荷的作用下 ，靠近工作面的顶 煤首先发生破坏 ，进入塑性区 ，破坏的顶煤刚度迅 速降低 ，变成弹塑性介质 ，当载荷继续增加 ，大于 顶煤残余强度时顶煤不再具有抗载能力，致使顶煤 载荷不断向远处转移 ，煤体 内形成塑性区的范围愈 大 ，载荷向前方转移的距 离越远 ，煤层 强度越低 ， 转移的距离越大。试验与现场观测研究表明 ，工作 面推进 2 1 m，顶煤初次垮落 ；推进 3 9 m，顶煤直 接顶大面积垮落 。 2 沿倾 向的支承压力分 布。沿倾 向由于受 煤层倾角、顶煤的影响与一般单一煤层开采的支撑 压力的分布有了较大的差异。随着煤层倾角增加顶 板的下沉量将逐渐变小 ，由于倾角增大使得沿岩层 面的切向滑移力增大 ，而作用于层面的垂直压力减 小。另一方面由于倾角增加 ，采空区顶板 冒落 的煤 岩将沿着底板滑移 ，从而改变 了上覆煤 岩 的运动规律 。由于 冒落煤 岩 块 的滑移使采空 区形成了如图 3所示 的情况 ，即下部充填较满 ，而 上部形成冒空区。这样必然使回采工作面支架受力 不均匀 。研究表明 ，随着煤层倾角的不断增加工作 面沿倾向的支撑压力峰值将向上逐步转移，当煤层 倾角达到4 5 。 时峰值出现在工作面上中段。试验与 现场观测研究表明，工作面沿倾斜压力峰值一般为 2 5 维普资讯 第 3 5 卷 第l 2 期 煤 炭 科 学技 术 2 0 0 7 年l 2 月 中部偏上最大 ，上部 次之，下部较 小，且采 场压 力 、顶板破坏区域均沿倾斜方向呈抛物线型分布 。 3 支架载荷分析。随着煤层倾角的增加回 采工作面的支架载荷也表现出与一般单一煤层 的很 大不同 。主要表现在支架工作阻力明显较单一煤层 支架工作阻力偏小，而支架的侧 向力却随之增大 。 在工作面压力增加或基本顶来压时 ，中上段支架侧 向力明显增大。来压期间 ，若支架出现失稳 ，就会 出现更大的侧向力，反之若支架没有出现失稳则不 会产生较大的侧向力。 4顶煤及顶板结构 。采场顶板及顶煤 的运 动决定了矿压显现的特点，倾角决定了上覆岩层在 运动中更容易形成砌体梁结构，如图 3所示 ，结构 中的关键块位于工作面的上中部。 图3 工作 面沿倾 斜顶板结构 示意 研究表明，关键块的位置随采场推进而下沉运 动使结构平衡破坏 ，并决定 了采 场顶 板来压 的特 征。冒落顶煤及矸石的下滑在时间上的不 同步 ，就 使顶板岩层成为大结构，而顶煤成为小结构。上覆 岩层大结构易于平衡 ，但小结构则易于失稳 ，顶煤 的失稳将 引起顶板岩层基础 的扰动，这种扰动将 引 起采场支架与围岩关 系在一定程度和 范围内的调 整， ， 从而引起采场围岩支架载荷的变化。 4结 论 通过相似模拟试验 、有限元数值计算以及现场 观测分析与研究，对王家山煤矿大倾角厚煤层走向 长壁综放工作面的采场矿压得 出以下基本结论 1 工作面基本 顶初次来压 ，周期来压 比较 明显 ，初 次来 压较剧烈 。周期 来压步距 2 0 m左 右约为初次来压步距 6 0 m左右的 1 ／ 3 。 2 沿煤层倾 向采场支撑压力及顶板岩层 的 沉陷呈不对称 的漏斗型，沿倾斜中部偏上支撑压力 及沉陷区域最大 ，上部次之 ，下部较小 ；沿煤层走 2 6 向采场的支撑压力区域向前延伸 ，顶板岩梁呈现悬 臂梁弯曲下沉的特征。 3 综放采场顶板及顶煤 的运动决定 了矿压 显现的特点 ，倾角决定了上覆岩层在运动中更容易 形成砌体梁结构 ，结构中的关键块位于工作面的中 上部。 4 支架侧 向力大小一般 随工作面 倾角增 大 而增大，随着上邻支架下滑倾倒而增大 ，随下邻架 底座下摆 ，支架前部侧向力增大。侧向力大小取决 于支架的稳定性 ，支架不失稳 ，就不会有较大侧向 力，反之亦然。支架在大倾角工作面上所受侧 向力 是存在 的，稳定是相对的，暂时的，动态的 ；而失 稳下滑是绝对的，长期的，而且是难 以避免的。 5 大倾角工作 面下端头支架压力大小主要 取决于下部采空区充填是否严实。上端头支架压力 大小取决于向前推进 时，顶板 顶煤悬顶及 冒落情 况 ，与来压有关 ，一般与中部来压在时间上有所超 前或基本同步 ，这与下端头有显著 的区别 。 6 煤层倾角对大倾角综采放顶煤工 作面矿 山压力显现的影响是 比较大的。随着煤层倾角的不 断增加，顶煤及上覆岩层 的重量沿岩层面 的切 向滑 移力及作用于层面的垂直压力必将重新分布 ，从 而 改变了上覆岩层的运动规律，显现出与缓倾斜及近 水平煤层开采不相同的矿压特征 。 参 考文献 [ 1 ] 徐永圻．煤矿开采学 [ M] ．徐 州 中国矿业 大学 出版 社 ， l 9 9 9． [ 2] 钱 呜高．采场矿山压力 与控制 [ M] ．北 京 煤 炭工业出版 社 ．1 9 8 3 ． [ 3 ] 黄建功 ，平寿康 大倾 角顶板分 类研究 [ J ] ． 矿山压 力与 顶板管理．1 9 9 9 3 4 ． [ 4 ] 钱呜高 ，石平五．矿 山压力 与岩层控 制 [ M] ．徐州 中国 矿业大学出版社 ，2 0 0 3 ． [ 5 ] 石平五．急斜 煤层基 本顶破 断运动 的复杂性 [ J ] ，矿 山压 力与顶板管理 ，1 9 9 9 3 ． [ 6 ] 陈炎光，钱鸣高．中国煤矿采场围岩控制 [ M] ．徐州中 国矿业 大学出版社 ，1 9 9 4 ． [ 7 ] 伍永平 ，负东风．大倾 角支架稳定 性控制 [ J ] ．矿山压 力 与顶板 管理 ，1 9 9 9 3 4 ． 作者简J r 章黎明 1 9 6 6一 ，男 ，甘肃渭源人 ，硕 士 ，工程 师 ，长期从事煤矿 生产 技术管 理工作。T e l 0 9 4 36 6 5 6 1 7 6 ，E ma i l z h a n g l m2 4 9 8 s i n a ． { 3o m 收稿 日期 2 0 0 7一 O 81 8 ；责任编辑 曾康 生 维普资讯