多煤层上覆破断顶板群结构演化及其对下煤层开采的影响

采用理论分析、数值模拟和现场监测等方法，首先建立多煤层破断顶板群结构演化模型，推演不同煤层开采时破断顶板群发育扩展高度，获得了“遗留煤柱-破断顶板群结构”共同作用下工作面支护强度计算公式；其次通过数值模拟揭示了破断顶板群结构发育扩展规律；最后进行现场监测验证。结果表明：侏罗系煤层群间距较小，间隔岩层极易破断，易与上层煤已垮落和破断的顶板结构连接，形成破断顶板群结构；虽然石炭系与侏罗系煤层间距较大，但侏罗系煤层破断顶板群岩层重量通过遗留煤柱向下传递，并与石炭系煤层破断顶板共同作用于工作面支架上，致使石炭系煤层工作面支架压力显著增大。本研究有效解释了多煤层开采时下煤层发生强矿压的原因，为大同矿区及类似矿井多煤层开采围岩控制提供了依据。