浅埋煤层载荷特征及关键地层激活与重构研究

浅煤层组的开采引发了上覆地层的激活，导致压力增加和支护困难，从而对下层煤矿的安全开采构成威胁。在龙华煤矿的背景下，本研究利用物理相似模拟实验获得了激活的重构承载结构及上覆地层的迁移特征。理论计算用于建立激活承载结构的滚动摩擦力学模型以及关键地层的组合承载结构的力学模型。研究表明，在初始激活阶段，承载结构呈现出V形铰接拱的形态，直接崩塌的岩石体逐渐向球形转变，导致次关键地层从滑动摩擦转变为滚动摩擦。基于激活承载结构的滚动摩擦力学模型，我们推导了次关键地层中关键块体的滚动摩擦系数和在滚动摩擦条件下承载结构的不稳定性标准。考虑到激活重构承载结构的迁移特征，识别出了四种组合承载结构，并推导了力学模型中的载荷计算公式，这些公式的合理性通过案例分析得到了验证。