采場覆巖結(jié)構(gòu)及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 (1)

1、采場覆巖結(jié)構(gòu)與礦壓顯現(xiàn)規(guī)律高英豪，阿卜杜，李亞琳(中國礦業(yè)大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院采礦13-01班，江蘇徐州 22116) 摘要：論文綜述了采場覆巖結(jié)構(gòu)與礦壓顯現(xiàn)規(guī)律， 其中包括采場覆巖結(jié)構(gòu)，采場上部巖層活動規(guī)律假說，直接頂?shù)目迓?，老頂?shù)臄嗔研问?、初次斷裂步距、初次來壓以及周期來壓，分析了“砌體梁”結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性，并對特大采高綜采面關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)形態(tài)及其對礦壓顯現(xiàn)的影響做了一定的介紹。關(guān)鍵詞：采場；覆巖結(jié)構(gòu)；礦壓顯現(xiàn)規(guī)律；特大采高；關(guān)鍵層；砌體梁結(jié)構(gòu)1采場覆巖結(jié)構(gòu)相關(guān)概念1.1采場覆巖名稱及位置關(guān)系首先，需要了解幾個專業(yè)術(shù)語，這樣才能更好地了解和掌握其相關(guān)知識要點。在煤層或礦床開采過程中，一般把直接進(jìn)行

2、采煤或采有用礦物的工作空間稱為采場或者回采工作面?；夭晒ぷ髅妫ú蓤觯┧傻挠杏玫V物就是煤炭，我們通過煤炭地質(zhì)學(xué)的學(xué)習(xí)應(yīng)該知道煤層是層狀分布，那么與煤層相鄰的上下層狀結(jié)構(gòu)分別叫做頂板、底板。然而根據(jù)頂板的性質(zhì)又可將頂板分為偽頂、直接頂和老頂。偽頂就是隨著煤炭的開采立即冒落的巖層。（一般由炭質(zhì)頁巖、泥質(zhì)頁巖等組成）直接頂具有一定穩(wěn)定性且隨工作面回柱放頂而垮落的巖層。（一般由頁巖、砂頁巖或粉砂巖組成）老頂對礦山采場壓力直接造成影響的厚而堅硬的巖層。（一般由砂巖、石灰?guī)r及礫巖等巖層組成）由以上定義可知：采場的覆巖結(jié)構(gòu)如下(還未進(jìn)行采煤）：老頂直接頂偽頂煤層底板圖1-11.2回采工作空間形式采空區(qū)簡單的

3、來說，就是把煤炭采走之后留下的空間。根據(jù)采空區(qū)處理方法的不同，回采工作空間的形式可分為：垮落采煤法、刀柱式采煤法和充填采煤法?？迓洳擅悍ǎ汗ぷ髅鎻拈_切眼推進(jìn)一定的距離后，主動撤除采煤工作空間以外的支架，使直接頂自然垮落。刀柱式采煤法：在采空區(qū)內(nèi)沿走向每隔2550m留寬5m左右、與工作面等長的煤柱，簡稱刀柱，用以支撐頂板，使其不致冒落。充填采煤法：隨著工作面的推進(jìn)，在采空區(qū)進(jìn)行注漿或者利用其他的材料對采空區(qū)進(jìn)行充填以防止頂板垮落。根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)：回采工作空間支護(hù)物所承受的力僅為上覆巖層重量的百分之幾，那么這個結(jié)果說明了什么問題呢？下面我們將對這種現(xiàn)象進(jìn)行探討和分析。1.3采場上覆巖

4、層活動規(guī)律假說這種現(xiàn)象在20世紀(jì)初就有相關(guān)人員對其做了一些片面的解釋。首先是1916年德國的施托克提出了懸臂梁假說：他認(rèn)為工作面和采空區(qū)上方的頂板可視為梁，它的一端固定于巖體內(nèi)，另一端處于懸空狀態(tài)。這個假說在某種程度上解釋了支架的荷載比較小的原因。但是這種方法并未查明上覆巖層活動規(guī)律，因此計算數(shù)據(jù)與實際實測相差甚遠(yuǎn)。但是對于這種現(xiàn)象，出現(xiàn)了仁者見仁，智者見智。于是在1928年還是由德國人哈克和吉里策爾提出了壓力拱假說。他們認(rèn)為在回采工作空間上方，由于巖層自然平衡的結(jié)果而形成了一個壓力拱。他們的這種的假說在一定程度上也解釋了我們提出的問題。此假說也是沒有說明上覆巖層的活動規(guī)律。隨著時間的推移，前

5、蘇聯(lián)庫茲涅佐夫于19501954年提出了鉸接巖塊假說。他提出了工作面支架存在兩種不同的工作狀態(tài)，即“給定載荷狀態(tài)”和“給定變形狀態(tài)”。此假說正確的解釋了工作面上覆巖層的分帶情況，但是未對鉸接巖塊間的平衡狀態(tài)進(jìn)行深入的研究。20世紀(jì)50年代比利時學(xué)者提出了預(yù)成裂隙假說，假說認(rèn)為：在回采工作面周圍存在著應(yīng)力降低區(qū)、應(yīng)力增高區(qū)和采動影響區(qū)。這種假說在一定程度上比前面幾種假說更具有說服力。20世紀(jì)7080年代我國學(xué)者在鉸接巖塊假說和預(yù)成裂隙假說的基礎(chǔ)上，以及在大量的實踐基礎(chǔ)上，提出了“砌體梁”力學(xué)模型?！捌鲶w梁”結(jié)構(gòu)是基于采動巖體移動的如下特征而提出的：采動上覆巖層的巖體結(jié)構(gòu)的骨架是覆巖中的堅硬巖層，

6、可將上覆巖層劃分為若干組，每組以堅硬巖層為底層，其上部的軟弱巖層可視為直接作用于骨架上的載荷，同時也是更上層堅硬巖層與下部骨架聯(lián)結(jié)的墊層。隨著工作面的推進(jìn)，采空區(qū)上方堅硬巖層在裂縫帶內(nèi)將斷裂成排列整齊的巖塊，巖塊間將受水平推力作用而形成鉸接關(guān)系。巖層移動曲線的形態(tài)經(jīng)實測呈開始為下凹、而后隨工作面的推進(jìn)逐漸恢復(fù)水平狀態(tài)的過程，由此決定了斷裂巖塊間鉸接點的位置。若曲線下凹，則鉸接點位置在巖塊斷裂面的偏下部；反之，則在偏上部。如果在回采空間以及鄰近的采空區(qū)上方出現(xiàn)明顯的離層區(qū)，說明該區(qū)內(nèi)斷裂的巖塊可以形成懸露結(jié)構(gòu)。由于墊層傳遞剪切力的能力較弱，因而兩層骨架間的聯(lián)結(jié)能用可縮性支桿代替。當(dāng)骨架層的斷裂巖

7、塊回轉(zhuǎn)恢復(fù)到近水平位置時，巖塊間的剪切力趨近于零，此時的鉸接關(guān)系可轉(zhuǎn)化為水平連桿聯(lián)結(jié)關(guān)系。最上層為表土沖積層，可將其視為均布載荷作用于巖體結(jié)構(gòu)上，而骨架層各巖塊上的載荷將隨墊層的壓實程度而變化。圖1-2根據(jù)圖中所示:“砌體梁”力學(xué)模型可以分為“橫三區(qū)”和“豎三帶”?！皺M三區(qū)”：A-煤壁支撐影響區(qū)、B-離層區(qū)、C-重新壓實區(qū)。“豎三帶”：I-垮落帶、II-斷裂帶、III-彎曲帶。2采場頂板活動規(guī)律2.1離層現(xiàn)象和老頂?shù)臄嗔研问?.1.1離層現(xiàn)象及出現(xiàn)離層現(xiàn)象的條件通過對采場的頂?shù)装逦恢玫牧私?，以及對各種假說的認(rèn)識，我們應(yīng)該能夠?qū)Σ蓤錾细矌r層的結(jié)構(gòu)有了初步掌握。那么根據(jù)采場上覆巖層的結(jié)構(gòu)以及結(jié)合我

8、們所學(xué)過相關(guān)知識我們應(yīng)該可以想象到一些采場頂板的活動規(guī)律。隨著工作面的推進(jìn)和偽頂?shù)目迓?，直接頂?shù)膽衣睹娣e逐漸增大，當(dāng)工作面推到一定的距離后，直接頂就會垮落。那么此時的距離就稱為直接頂?shù)臉O限垮距。在直接頂還到達(dá)極限跨距期間，那么上覆巖層會處于什么狀態(tài)呢？通過上覆巖層的結(jié)構(gòu)我們可以了解到，偽頂上面是直接頂，直接頂上面是老頂，那么在直接頂沒有垮落期間，直接頂與老頂?shù)年P(guān)系應(yīng)該用兩種情況：一是老頂和直接頂之間會出現(xiàn)間隙，二是兩者之間沒有間隙或者間隙很小。這個間隙給它定義為“離層”。那么問題來了，離層出現(xiàn)的原因是什么？由于直接頂和老頂?shù)膸r性不同，那么他們的撓度也就不同。出現(xiàn)離層的原因就可以這樣解釋：當(dāng)老頂

9、的最大撓度大于直接頂?shù)淖畲髶隙葧r，二者之間發(fā)生理離層。反之，二者之間沒有間隙或者間隙很小。這樣就可以得出結(jié)論：粗略地講，當(dāng)直接頂厚度小于或等于老頂厚度時，均易形成這種離層現(xiàn)象。離層現(xiàn)象是直接頂垮落之前與老頂之間的關(guān)系，當(dāng)間隙達(dá)到一定程度時，直接頂會垮落，采空區(qū)被破碎的巖石充填，由于巖石具有一定的碎脹系數(shù)，直接頂垮落后體積變大，但是隨著時間的推移，破碎巖石的體積被壓實，這樣就形成了工作面支承應(yīng)力分布區(qū)：垮落區(qū)間被稱為應(yīng)力不變區(qū)，待采區(qū)被稱為應(yīng)力增高區(qū)，兩者之間被稱為應(yīng)力降低區(qū)。2.1.2老頂?shù)臄嗔研问诫S著開采進(jìn)度的推進(jìn)，直接頂在初次垮落后會出現(xiàn)周期性來壓，當(dāng)直接頂垮落到一定的距離后，直接頂上部的

10、老頂也會出現(xiàn)斷裂，由于老頂強(qiáng)度較大，因而繼續(xù)呈懸露狀態(tài)。為了更好的了解和掌握老頂?shù)钠茐囊?guī)律以及利用這些規(guī)律解決老頂給采煤工作面帶來的問題，就需要有一定的方法來研究這些規(guī)律。根據(jù)以往的經(jīng)驗總結(jié)為:老頂?shù)臄嗔研问接袃煞N，分別是梁式破斷和板破斷。梁式破斷根據(jù)礦井埋深的深淺，又可將梁式破斷劃分為簡支梁（埋藏較淺）和固定梁（埋藏較深）。當(dāng)老頂?shù)钠茢喔鶕?jù)梁式結(jié)構(gòu)計算，則可以得知：老頂最容易破斷的位置是梁的中間。受力分析如圖：圖2-1板式破斷根據(jù)開采條件及采區(qū)邊界煤柱的大小，又可將老頂巖層假設(shè)為以下四種結(jié)構(gòu)：(a)四周固支、(b)三邊固支一邊簡支、(c)兩邊固支兩邊簡支、(d)一邊固支三邊簡支。圖2-2“O

11、-X”型破斷的條件：工作面長度b與推進(jìn)距a滿足a/b1，基本頂板的破斷呈豎“O-X”型破斷形式，如下圖所示：圖2-32.2老頂?shù)某醮螖嗔巡骄嗬享敳粫恢钡膽衣队诓煽諈^(qū)，而是在一段時間后，出現(xiàn)破斷，此時初次斷裂的跨距被叫做老頂?shù)某醮螖嗔巡骄?。上面我們提到了老頂?shù)钠茢嘈问搅菏狡茢嗪桶迤茢?。而根?jù)不同的形式，我們可以計算老頂?shù)臉O限跨距。梁式斷裂的極限跨距：兩端固支梁極限跨距：按抗拉強(qiáng)度：L1t=h（2Rt/q)½按抗剪強(qiáng)度：L1s=4hRs/3q兩端簡支梁極限跨距：按抗拉強(qiáng)度：L1t=2h(Rt/3q)½板斷裂的極限跨距：通示：a=l其中l(wèi)為自身穩(wěn)定性的步距準(zhǔn)數(shù) 為“邊-長”系數(shù)

12、通過一些總結(jié)得出了一系列結(jié)論：（1） b>3lm時，alm 。說明工作面長度對破斷步距影響甚微。（2） （2）3lm b> 1.414Lm 時，則lm <a < 1.414Lm。說明隨工作面長度縮短，步距顯著增大。老頂破斷呈橫“ox”型。（3） （3）b1.414Lm 時，則a1.414Lm b?；卷敵收皁x”破斷，即“見方垮落”。（4） （4）lm <b< 1.414Lm時，則a > 1.414Lm > b。初次破斷步距大于工作面長度，基本頂呈豎“ox”型破斷。（5） （5）b< lm時，基本頂穩(wěn)定不垮落，即形成短壁開采工作面或巷道的

13、情形。當(dāng)老頂達(dá)到極限跨距后，隨著回采工作面的推進(jìn)，老頂就會發(fā)生初次斷裂。圖2-4從剖面可以看出這種結(jié)構(gòu)就是“砌體梁”結(jié)構(gòu)。由于巖層抗拉強(qiáng)度較小，老頂巖梁先在兩側(cè)支座的上端裂開，而后在梁的中部開裂。隨著巖塊的轉(zhuǎn)動形成強(qiáng)大的水平擠壓力，使巖塊間形成三鉸拱式的平衡。2.3老頂斷裂后的“砌體梁”結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性分析2.3.1老頂斷裂后的“砌體梁”結(jié)構(gòu) 老頂形成砌體梁結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)平衡的關(guān)鍵在于咬合點處的擠壓力是否超過該咬合點接觸面處的強(qiáng)度極限。而根據(jù)這個關(guān)鍵點可將老頂?shù)氖Х€(wěn)分為：滑落失穩(wěn)和變形失穩(wěn)。結(jié)構(gòu)的滑落失穩(wěn)：咬合點處的摩擦力小于剪切力。結(jié)構(gòu)的變形失穩(wěn)：巖塊在回轉(zhuǎn)過程中，由于擠壓處局部應(yīng)力集中，致使該處

14、進(jìn)入塑性狀態(tài)，甚至局部受拉而使咬合處破壞造成巖塊回轉(zhuǎn)進(jìn)一步加劇，從而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。2.3.2“砌體梁”全結(jié)構(gòu)模型的受力分析隨著回采面連續(xù)推進(jìn)，引起了覆巖基本頂?shù)某醮螖嗔雅c周期斷裂，首先是第1層基本頂?shù)臄嗔?，接著上覆?、3、層堅硬巖層相繼發(fā)生斷裂。斷裂成塊體的堅硬巖層形成 “砌體梁”結(jié)構(gòu)。取覆巖中任一組結(jié)構(gòu)來分析“砌體梁”結(jié)構(gòu)的受力特點。圖2-5此結(jié)構(gòu)的特征為： 離層區(qū)懸露巖塊的重量幾乎全由前支承點承擔(dān)； 巖塊B與C間剪切力接近于零，因而此處相當(dāng)于巖塊咬合形成半拱的拱頂； 此結(jié)構(gòu)的最大剪切力發(fā)生在巖塊A與B之間，等于巖塊B本身的重量及其載荷； 此結(jié)構(gòu)中第一、二斷裂巖塊即B與C對結(jié)構(gòu)平衡起關(guān)

15、鍵作用，是結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵塊。2.3.3“砌體梁”結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析根據(jù)對巖體結(jié)構(gòu)分析所得的結(jié)論，可對以下礦山壓力現(xiàn)象做出解釋：（1） 基本頂巖塊的滑落失穩(wěn)是工作面頂板出現(xiàn)臺階以及有時地表下沉出現(xiàn)臺階的原因；（2） 煤壁上方基本頂剪切力最大，是工作面頂板沿煤壁切落的原因；（3）上覆巖層結(jié)構(gòu)的存在是支架受力小于覆蓋層重量的原因，得到工作面支架工作阻力必須平衡的頂板壓力大?。唬?）采高小、直接頂較厚和采用充填法處理采空區(qū)是工作面頂板壓力比較小的原因；（5）工作面形成的支承壓力主要集中于前拱腳的原因。2.3.4“砌體梁”結(jié)構(gòu)的“S-R”理論上覆巖層巖層形成的“砌體梁”結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性主要受關(guān)鍵塊體所控制。要保持

16、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定必須防止滑落失穩(wěn)（S）和防止回轉(zhuǎn)變形失穩(wěn)（R）。此時，根據(jù)采區(qū)巖層柱狀圖分層性質(zhì)及其采高，就可對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性做出判斷：當(dāng)h+h1不能滿足（3-44）時，應(yīng)防止工作面沿煤壁的頂板切落，加強(qiáng)支柱的初撐力以防止工作面出現(xiàn)壓垮型事故。當(dāng)最終回轉(zhuǎn)角超出變形穩(wěn)定范圍時，例如h/M過小或采高過大等，則應(yīng)注意支柱剛度的調(diào)節(jié)，以及保證支架有足夠的穩(wěn)定性，防止工作面發(fā)生推跨型事故。3 礦壓顯現(xiàn)基本規(guī)律3.1 常見的礦山壓力現(xiàn)象頂板下沉：一般是指煤壁到采空區(qū)邊緣裸露的頂?shù)装逑鄬σ平俊ｍ敯逑鲁了俣龋褐竼挝粫r間內(nèi)的頂?shù)装宓囊平?，常用mm/h計算。支柱變形與折損：隨著頂板的下沉，回采工作面支柱受載逐漸增加，一般

17、可以用肉眼觀察到木柱的變形，劇烈時可以看到支柱的折損。頂板的破碎情況：通常用單位面積中冒落面積所占的百分?jǐn)?shù)來表示頂板的破碎情況。局部冒頂：指回采工作面頂板形成局部坍塌，影響回采工作面的正常進(jìn)行。大面積冒頂：指工作面由于頂板來壓而導(dǎo)致頂板沿工作面切落。除了以上所說的一些礦山壓力現(xiàn)象，還有煤壁片幫、巷道斷面變形、底板底鼓等一系列現(xiàn)象。3.2 老頂?shù)某醮蝸韷涸诓蓤鐾埔七^程中，直接頂垮落后，老頂直接懸露，當(dāng)采煤工作面推進(jìn)到一定程度時，老頂就會垮落。前面我們已經(jīng)提到老頂?shù)钠茢嘈问揭约袄享斊茢嗪笮纬傻钠鲶w梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型。老頂?shù)某醮蝸韷菏侵咐享數(shù)竭_(dá)極限跨距是發(fā)生斷裂。老頂初次來壓是工作面的液壓支架受力普遍

18、加大的時間點。老頂初次來壓的力學(xué)模型，如下圖：圖3-1由于支架反力（支撐力）P形成的反力矩難以平衡由基本頂初次來壓載荷Q2所形成的力矩，因而基本頂巖塊的回轉(zhuǎn)在一定程度上是不可避免的，工作面頂板必然隨之發(fā)生下沉。只有當(dāng)基本頂巖塊在采空區(qū)觸矸形成反力后，其回轉(zhuǎn)下沉才會緩和和停止。為了不使基本頂沿工作面切落，支架工作阻力應(yīng)等于Q1與Q2之和。3.3 老頂?shù)闹芷趤韷夯卷敵醮蝸韷汉?，隨著回采工作面的推進(jìn)，基本頂巖層將發(fā)生周期性破斷，基本頂破斷巖塊形成的“砌體梁”結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性將隨之發(fā)生周期性變化.基本頂巖層的周期性破斷而引起“砌體梁”結(jié)構(gòu)的周期性失穩(wěn)而引起的頂板來壓現(xiàn)象稱為采場周期來壓。周期來壓的主要表

19、現(xiàn)形式是：頂板下沉速度急劇增加，頂板的下沉量變大；支柱載荷普遍增加；有時還可能引起煤壁片幫、頂板臺階下沉、支柱折損，甚至工作面冒頂事故。預(yù)防基本頂來壓造成的事故的措施：來壓的預(yù)測預(yù)報；加強(qiáng)支護(hù)；工作面與開切眼斜交，使基本頂懸板呈梯形，讓工作面呈局部來壓。4 特大采高綜采面關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)形態(tài)及其對礦壓顯現(xiàn)的影響4.1特大采高綜采工作面所面臨的問題特大采高綜采工作面的礦壓顯現(xiàn)與控制主要面臨 2 個方面的問題：一方面，由于采高很大，工作面煤壁片幫問題會越來越嚴(yán)重，但由于神東礦區(qū)煤層埋藏淺，采動支承壓力相對較小，煤壁片幫問題目前并不很嚴(yán)重，這是淺埋煤層采用特大采高綜采開采技術(shù)的優(yōu)勢；另一方面，由于采高很大

20、，采空區(qū)頂板垮落高度增大，對工作面礦壓顯現(xiàn)產(chǎn)生影響的覆巖范圍增大，導(dǎo)致工作面礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈，頂板壓力和支架載荷明顯增大。4.2特大采高綜采面關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)形態(tài)關(guān)鍵層“懸臂梁”結(jié)構(gòu)。 依據(jù)采場上覆巖層移動的“三帶”理論，工作面采高的大小決定了覆巖“三帶”的分布狀態(tài)。覆巖中的關(guān)鍵層處于上述“三帶”中的位置，其決定了關(guān)鍵層破斷時所能形成的結(jié)構(gòu)形態(tài)。特大采高綜采面覆巖垮落帶高度較大，在一般采高中能形成鉸接平衡結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵層，在特大采高情況下將會因較大的回轉(zhuǎn)量而無法形成穩(wěn)定的“砌體梁”結(jié)構(gòu)形態(tài)，取而代之的是以“懸臂梁”結(jié)構(gòu)形態(tài)直接垮落運動，而處于更高層位的關(guān)鍵層才能鉸接形成穩(wěn)定的“砌體梁”結(jié)構(gòu)形態(tài)。 圖4-1

21、不同采高覆巖關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)形態(tài)的試驗結(jié)果顯然，工作面的采高越大、關(guān)鍵層所處的層位越低，越易形成關(guān)鍵層的“懸臂梁”結(jié)構(gòu)。因此，特大采高綜采面亞關(guān)鍵層 1 在滿足一定的條件下才能形成“懸臂梁”結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵層“懸臂梁”結(jié)構(gòu)的形成條件從以上的分析可以看出，關(guān)鍵層以何種結(jié)構(gòu)形態(tài)出現(xiàn)主要受工作面采高以及關(guān)鍵層所處的層位這2 個因素共同制約。而關(guān)鍵層之所以會以“懸臂梁”結(jié)構(gòu)形態(tài)垮落，是由于其破斷塊體的回轉(zhuǎn)量超過了維持其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的最大回轉(zhuǎn)量。因此，判斷關(guān)鍵層是否呈現(xiàn)“懸臂梁”結(jié)構(gòu)形態(tài)，可從其破斷塊體的回轉(zhuǎn)量入手。4.3特大采高綜采面關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)形態(tài)對礦壓的影響眾所周知，工作面的礦壓顯現(xiàn)是由采動覆巖破斷運動引起的，其顯

22、現(xiàn)的強(qiáng)烈程度與覆巖結(jié)構(gòu)的運動特征密切相關(guān)。作為對巖層運動起著主要控制作用的關(guān)鍵層，它的破斷運動直接控制著工作面的礦壓顯現(xiàn)。因此，關(guān)鍵層在覆巖中的賦存狀態(tài)及其破斷后形成的結(jié)構(gòu)形態(tài)必然會對工作面的礦壓顯現(xiàn)產(chǎn)生影響。對于特大采高綜采面，頂板垮落的范圍會大幅增大，覆巖關(guān)鍵層的結(jié)構(gòu)形態(tài)也可能隨之改變，從而造成工作面的礦壓顯現(xiàn)異于一般采高工作面。下面針對特大采高綜采面關(guān)鍵層的不同結(jié)構(gòu)形態(tài)分析其對礦壓的影響。4.3.1關(guān)鍵層“懸臂梁”結(jié)構(gòu)對礦壓的影響根據(jù)前面的理論分析以及圖 1 所示的模擬試驗結(jié)果可知，關(guān)鍵層“懸臂梁”結(jié)構(gòu)與“砌體梁”結(jié)構(gòu)的最大差別在于其失去了后方已破斷塊體的約束力。因此，相比而言，“懸臂梁”結(jié)構(gòu)破斷后其回轉(zhuǎn)空間更大，工作面支架頂梁需完全推過關(guān)鍵層破斷線之外，其破斷塊體的回轉(zhuǎn)運動才不會對支架產(chǎn)生作用，此時工作面的來壓才會停止，如圖 2 所示。圖 4-2關(guān)鍵層“懸臂梁”結(jié)構(gòu)來壓持續(xù)長度示意圖4.3.2亞關(guān)鍵層2對礦壓的影響 一般情況下，由于特大采高采場覆巖垮落帶高度較大，處于下位的亞關(guān)鍵層 1 一般會進(jìn)入垮落帶中，而上位鄰近的亞關(guān)鍵層 2 則一般會處于裂隙帶中。若上、下位亞關(guān)鍵層之間的位置滿足一定條件時，上部亞關(guān)鍵層 2 的破