【摘 要】
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近年来,随着煤炭资源的开采,大倾角煤层在煤炭开采中的占比逐渐增加,开展大倾角煤层矿压和安全高效开采技术研究对煤炭开采有着重要的意义。本论文以桃园煤矿Ⅱ1044大倾角工作面开采地质条件为研究基础,以大倾角工作面矿压显现特征和安全高效开采技术为研究对象,采用了理论分析、数值模拟及现场实测等研究方法,对大倾角工作面矿压显现特征和安全高效开采技术开展了深入研究。论文主要研究成果如下:（1）建立了基本顶破断
【基金项目】
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国家自然科学基金项目:西北矿区采动隔水层氡气运移机理与失稳预警方法（51874278）； 江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目（JNHB-087）； 煤炭资源与安全开采国家重点实验室自主课题（SKLCRSM2020X04）；
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近年来,随着煤炭资源的开采,大倾角煤层在煤炭开采中的占比逐渐增加,开展大倾角煤层矿压和安全高效开采技术研究对煤炭开采有着重要的意义。本论文以桃园煤矿Ⅱ1044大倾角工作面开采地质条件为研究基础,以大倾角工作面矿压显现特征和安全高效开采技术为研究对象,采用了理论分析、数值模拟及现场实测等研究方法,对大倾角工作面矿压显现特征和安全高效开采技术开展了深入研究。论文主要研究成果如下:（1）建立了基本顶破断“梁”、“板”力学模型,判别了上覆岩层关键层,讨论分析了沿走向、倾向方向上支承压力分布特征。结果表明,基本顶初次破断步距分别为47.5 m和33.5 m,周期破断步距分别为19.4 m和18.6 m;上覆岩层的第七层岩层为主关键层,其余为亚关键层;工作面超前支承压力峰值为31.2MPa,峰值点到煤壁的距离为8.8 m,工作面上方煤体内支承压力峰值到煤壁的距离为9.8 m,下方煤体内支承压力峰值到煤壁的距离为10.7 m。（2）采场覆岩活动规律数值模拟结果表明,Ⅱ1044大倾角工作面初次来压步距为35 m,周期来压步距为20 m。当工作面开采至240 m时,达到充分采动,上覆岩层下沉量趋于稳定,此时基本顶下沉量为3.51 m,泥岩下沉量为3.27 m,第二层关键层下沉量为3.14 m,粉砂岩下沉量为3.02 m。走向方向上采空区上方“拱形”分布的应力区随着回采工作的进行逐渐向上发展。倾向方向上工作面中下部在开采后破坏程度最大。顶板上方垂直应力呈现明显的非对称特征,采场两侧煤壁内的应力峰值和应力集中系数呈现下端头大、上端头小的特点。（3）液压支架稳定性分析结果表明,支架稳定性与支撑力、支架临界倾倒角、支架高度、走向倾向角度等因素有关。通过计算确定了液压支架临界支护阻力是5889.08 k N,可知工作面所选支架满足临界支护阻力需求。基于力学分析和地质条件,提出“三机”稳定性控制,防片帮冒顶控制、安全高效过断层以及防飞矸等一系列采场围岩控制技术,保证了工作面安全高效开采。（4）根据矿压实测数据确定Ⅱ1044大倾角工作面基本顶初次来压步距为33.1 m,初次来压强度为40.88 MPa,周期来压步距为18.5 m,周期来压强度为41.95 MPa,来压步距呈现中部小、两边大的特点。实测结果与理论计算求得的来压步距进行对比分析,可知通过基本顶破断厚板模型计算与实测结果相比误差较小,表明厚板模型计算方法适用于该工作面。此外分析了矿压数据,评价了液压支架适应性,ZZ10000-21/45D型液压支架能够满足支护顶板的需求。该论文有59幅,表13个,参考文献101篇。
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