摘要：针对大同矿区石炭系3-5号特厚煤层坚硬顶板综放开采时工作面易出现压架、临空巷道超前区域变形、破坏严重等强矿压显现问题,采用理论分析、物理模拟及现场实测等方法,建立了特厚煤层开采大空间采场岩层结构演化模型。结果表明：特厚煤层综放开采覆岩远、近场关键层运动都可能会对采场矿压产生影响,近场关键层为＂竖O-X＂破断的＂悬臂梁＋砌体梁＂结构,远场关键层为＂横O-X＂破断的＂砌体梁＂结构模型。近场关键层结构主要影响工作面支架压力及其稳定性,近场关键层结构中,以＂悬臂梁＂结构破断运动的关键层层数越多,对支架安全越不利;远场关键层结构则主要对工作面临空侧巷道变形产生影响,其破断块体的回转运动对临空侧巷道围岩产生径向挤压作用,是造成巷道超前底臌的主要原因。据此开发了基于地面钻孔压裂与井下顶板预裂相结合的远、近场协同弱化的坚硬顶板预控技术,将有效降低岩层破断的能量释放和关键层结构失稳的压力传递,减轻特厚煤层综放开采采场矿压的显现强度。

关键词：坚硬顶板 特厚煤层 大空间结构 远 近场 

单位：大同煤矿集团有限责任公司 山西大同037003 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室 江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院 江苏徐州221116