煤炭工程

作者：郭庆瑞,余　波,张智强,崔海龙,路　雄,张晓春,武智东

单位：1. 国电建投内蒙古能源有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 0172092. 中国矿业大学 矿业工程学院，江苏 徐州 221116

关键词：上覆采空区,遗留煤柱,顶板异常来压,弹性薄板理论,液压支架阻力,

为揭示上覆采空区与遗留煤柱对下伏工作面异常来压的耦合致灾机理，保障下伏工作面顶板稳定及安全高效回采，以察哈素煤矿32302工作面为工程背景，综合运用理论分析、数值模拟与现场监测相结合的方法，系统开展多煤层遗留煤柱下伏工作面顶板异常来压机理研究。构建遗留煤柱作用下的底板应力分区模型，明确底板浅层压剪复合应力集中区特征及前后50m范围的应力异常分布规律。基于弹性薄板理论建立基本顶周期来压力学模型，揭示基本顶在工作面推进至11.4m时首次发生失稳、推进至15m时失稳特征显著的力学演化规律。结合三维数值模拟与现场液压支架工作阻力监测数据，识别出上覆采空区边缘与遗留煤柱引发的应力叠加特征及动态传递路径，明确超前应力峰值最大升幅达34.08%，遗留煤柱下方集中应力达24.23MPa。基于上述研究，提出以工作面推进位置为依据的三级分区管控准则，划定开切眼前方50m预警区、开切眼前后20m高危区及开切眼后方20m卸压区。研究成果可为多煤层遗留煤柱下伏工作面顶板灾害识别及区域防控提供可靠理论依据与工程技术指导。

来源：2025年第12期

《煤炭工程》期刊编辑部

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