大倾角大采高综采面倾向长度尺度效应分析

范志忠^1,2,3，毛德兵^1,2，徐刚^1,2，王东攀¹

1. 天地科技股份有限公司开采设计事业部2. 煤炭科学研究总院开采设计研究分院3. 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院

摘 要：以大倾角大采高综采为背景,通过理论分析、相似模拟和现场实测,对大倾角大采高综采基于工作面倾向长度尺寸效应导致的围岩灾变机理进行了分析,研究认为大倾角煤层直接顶和基本顶运动的不协调性使得控顶难度加大,工作面直接顶沿倾向可分为充填稳定段、易溃屈段和滑移段结构,相应矿压显现特征则呈现典型的"弱—强—弱"分布,即溃屈段为矿压显现最强烈区域,也是影响矿压显现的主控因素,对于特定赋存条件大倾角煤层,其工作面长度存在"临界尺寸",工作面支护强度的确定除满足直接顶岩层岩法向方向的自重和部分基本顶载荷外,还需满足上部直接顶滑移产生的附加载荷,其中阻止溃屈段顶板的离层是支护强度确定的主要依据。

关键词：大倾角煤层;大采高综采;尺度效应;顶板结构;围岩控制;