煤炭工程 ›› 2025, Vol. 57 ›› Issue (7): 127-135.doi: 10. 11799/ ce202507018
浅埋薄基岩8m超大采高工作面矿压显现与开采沉陷规律协同分析
任建喜,孙成伟,张金贵,等
1. 西安科技大学 建筑与土木工程学院,陕西 西安 710054
2. 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083
3. 陕煤集团神木张家峁矿业有限公司,陕西 神木 719300
Synergistic analysis of the mine pressure behavior and surface subsidence law of the 8 meter ultra-high working face in shallow coal seam
摘要:
为研究8m超大采高工作面回采诱发的矿压显现与地表沉降规律,在陕煤集团张家峁煤矿2203工作面井下工作面布置了应力监测系统和在地表布置了GNSS自动观测站的研究手段,对该工作面回采期间的矿压显现规律及地表沉降特征进行了协同分析。结果表明:8m超大采高2203工作面的矿压显现来压区域性明显,表现为工作面倾向支架工作阻力呈“中间大两端小”分布。较普通采高相比,超大采高工作面由于开采空间大,顶板承载的重量增加,导致工作面支架承受的压力更大,矿压显现更剧烈;超大采高工作面的来压周期通常较长,周期性来压的强度较高,呈大小周期交替的规律;超大采高在来压时,支架增阻急剧上升,且增阻幅度较大。8m超大采高2203工作面地表沉降活跃期较短,期间下沉速度较大,地表沉降剧烈,但衰退期较长;工作面回采所诱发的地表沉降的影响范围较大、但显著沉降区域较小、沉降所形成的盆地呈“倒立草帽”状;地表裂缝发育明显,裂缝宽度较大,主要发生在工作面采空区中部,呈非闭合环状分布,整个工作面地表破坏严重,形成了明显的台阶状裂缝;与普通采高工作面相比超大采高工作面回采引起的地表沉降量与沉降范围更大,下沉速度更快,持续时间更长。8m超大采高2203工作面地表发生沉降前1~5d内工作面会来压,由此看出矿压显现对地表沉降有预警作用,之后随着周期来压的不断显现,地表沉降经历缓慢沉降、快速沉降阶段和沉降稳定三个阶段,快速沉降阶段较缓慢沉降和沉降稳定阶段的井下矿压显现更加频繁且剧烈,来压次数增多,来压步距减小,来压持续时间增大,工作面推进速度越快,地表的下沉速度越大。
中图分类号: