浅埋极近距离煤层采空区垮落顶板活化结构及支架阻力研究

以霍洛湾煤矿5~7 m极近距离煤层采空区下开采为研究对象,采用物理相似模拟实验,揭示了下煤层初采阶段初次来压步距为20 m,周期来压步距为5.0~7.5 m,较上煤层来压步距明显减小。在采空区压实阶段,上煤层垮落顶板的结构出现活化,呈现台阶式下沉,动载明显,具有"台阶岩梁"结构特征。工作面来压出现周期性"高压区"和"低压区",高压区长度平均为16 m,高压区周期步距平均为25 m,上煤层顶板结构活化是形成下煤层高压区强矿压的主要原因。采空区煤柱下的支架载荷是高压区平均载荷的1.07倍,是低压区平均载荷的1.48倍。基于"台阶岩梁"理论计算得出,该工作面支架工作阻力应大于8 731 k N。