晋城矿区残留煤复采工作面顶板及煤柱稳定性研究

针对晋城矿区3号煤层残留煤复采工作面存在顶板冒落问题,首先采用煤柱应力计对残留煤柱垂直应力进行了实测,然后建立3号煤层残留煤顶板矩形厚板模型,对残留煤顶板的挠曲变形进行了理论分析,得到了残留煤顶板的下沉规律。研究结果表明:在残留煤柱和巷道交叉点处发生拱形或椭圆形冒落,在残留煤柱区残留煤柱出现应力集中现象,煤柱压入底板,发生层状或拱形冒落;残留煤柱中心部位的垂直应力最大,约为13.7 MPa,残留煤柱采空区为应力降低区,在2个煤柱之间垂直应力最小;残留煤顶板下沉量以残留煤柱为中心向四边增加,呈椭圆状分布,残留煤柱两侧顶板下沉量较小,而煤柱采空区与巷道交叉点、交岔点等位置顶板下沉量较大,研究结果可为预防残留煤顶板冒落的难题提供了理论支撑。