煤炭工程

作者：王建军,王　萌,杨文化,郭　强

单位：1. 山西焦煤汾西矿业金辛达煤业，山西临汾　0410002. 中煤科工集团北京华宇工程有限公司西北分公司，陕西 西安 7100753. 西安科技大学能源与矿业工程学院，陕西 西安 710054

关键词：大倾角煤层,矸石充填,非均衡约束,应力偏转,顶板稳定性,支承压力,大采高,

为探究大倾角工作面矸石支撑条件下顶板应力偏转规律与围岩稳定性特征，采用理论分析与数值计算相结合的方法，研究非均衡充填效应下矸石支撑区域及顶板岩梁的破断演化规律，分析采场煤岩非对称时空变形特征与应力偏转响应机制，揭示矸石支撑对大倾角采场围岩采动力学行为的影响机理。研究结果表明：受重力与倾角耦合作用影响，矸石支撑充填区域范围随煤层倾角及采厚动态改变，工作面矸石有效支撑区域长度为35.44m，顶板在距开切眼75m处易发生破断失稳。煤层开采卸荷致使上、下端头及矸石充填区形成应力集中区，覆岩主应力矢量呈现非对称偏转，主应力偏转角由采场中上部向两侧边界逐步递减，峰值可达70. 05°；岩层主应力差变化率与剪应力随主应力偏转角增大呈递减分布。垮落矸石可有效承担部分覆岩载荷，改变围岩应力传递路径，岩层内形成2条非对称应力偏转界线；工作面超前支承压力整体降低，其中倾向下部区域降幅最为显著，支承压力峰值向非充填区下部转移。

来源：2026年第3期

《煤炭工程》期刊编辑部

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