针对潘四东煤矿11513大倾角工作面煤壁片帮、支架滑移倾倒和顶板大面积来压问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法,对厚硬顶板下大倾角软煤开采的灾变机制和防控技术进行了研究。研究结果显示,在厚硬顶板下大倾角软煤开采初期,围岩塑性破坏主要集中在煤壁和底板岩层;邻近工作面区域煤岩体位移表现出煤壁挤出位移量大于底板鼓起位移量大于顶板下沉位移量的特征。随着工作面推进距离增加,煤壁挤出位移量逐渐增大,导致煤壁片帮失稳的风险增加。根据围岩位移和变形破坏特征,结合现场观测,提出了两种厚硬顶板下大倾角软煤开采的灾害模式:一是“片帮-冒顶”主导的动态互馈失稳,二是冲击动力显现的瞬发性灾害。基于这些机制,采用了深孔预裂爆破初次放顶技术控制顶板运动,同时实施了煤壁注浆加固、支架防倒防滑以及“铺金属网+工字钢”辅助液压支架管理破碎直接顶等多重防治措施,以确保“支架-围岩”系统的稳定工作。经过一系列防治措施后,对支架工作阻力和煤壁片帮进行了统计分析。
厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制与防控技术研究
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