基于覆岩破断特征的极薄煤层工作面支架工作阻力确定

童应山，王森，张连东，王永安，李培煊，李帅

摘要：延安子長矿区极薄煤层分布广泛，因赋存煤炭为稀缺配焦煤，回采价值较高，但该矿区未有过开采极薄煤层的先例，开采过程中面临支架选型不合理的问题，且国内在该方面的研究成果较少，因此，以禾草沟二号煤矿极薄煤层综采工作面为背景，通过数值模拟、理论分析等研究了极薄煤层综采工作面顶板覆岩结构破断特征及其演化过程，建立了采场顶板岩梁断裂前后力学解析模型，获得了极薄煤层综采工作面直接顶周期破断距，确定了合理支架工作阻力。结果表明：极薄煤层工作面开采初期顶板垮落后会较快的对上覆岩层形成支撑，至顶板极限跨距后，直接顶与基本顶周期破断，且基本顶破断位置位于直接顶破断线前方，两者间存在离层空间，共同回转下沉；工作面液压支架主要受直接顶回转载荷作用，其作用载荷为3 980.89 kN，确定支架选型为ZZ4000/6.5/13D四柱支撑掩护式液压支架；现场应用后，可以有效发挥支架支护性能，满足采场围岩控制要求。研究成果为国内极薄煤层开采工作面支架选型提供了一定的参考。

关键词：极薄煤层；综采工作面；顶板结构演化；支架-围岩作用；支架工作阻力

中图分类号：TD 353文献标志码：A

文章编号：1672-9315（2024）01-0064-10

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2024.0107开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Determination of support working resistance   in the working face of extremely-thin coal seam based on overburden fracture characteristics

TONG Yingshan1，WANG Sen1，ZHANG Liandong2，WANG Yongan2，LI Peixuan3，LI Shuai4

（1.Yanan Checun Coal Industry（Group）Co.，Ltd.，Yanan  717300，China；2.Yan an Hecaogou No.2 Coal Mine Co.，Ltd.，Yanan 717300，China；3.College of Safety Science and Engineering，Xian University of Science and Technology，Xian 710054，China；4.College of  Energy Science and Engineering， Xian University of Science and Technology，Xian 710054，China）

Abstract：Extremely thin coal seam is widely distributed in Zichang mining area of Yanan.The coal is scarce in China with coking coal，and the recovery value is high;however，the mining area has no precedent of mining extremely-thin coal seam，and the problem of unreasonable support selection is faced in the mining process，and there are few research results in this aspect in China，so the mining face of extremely-thin coal seam in Hecaogou No.2 coal mine was taken as the research object，the fracture characteristics and evolution process of roof overburden structure of fully-mechanized mining face in extremely thin coal seam were analyzed by means of numerical simulation and theoretical analysis，and the mechanical analysis model before and after the fracture of roof rock beam was established.And a direct roof periodic fracture distance of fully mechanized mining face in extremely thin coal seam was obtained，with the reasonable working resistance of support  determined.The results show that the overlying rock could be supported quickly after the roof caving in the early mining stage of the very thin coal seam face;after reaching the limit span of the roof，the direct top and basic top break periodically，and the basic top break position is in front of the direct top break line;there is a separation space between them，and they turn and sink together.The hydraulic support of the working face is mainly affected by the direct top rotating load;its working load is 3 980.89 kN，and the support selection is determined to be ZZ4000/6.5/13D four-column support and cover hydraulic support.By on-site testing，the  support performance can be effectively utilized to meet the surrounding rock control requirements of the stope.The research results provide a certain reference for the support selection of  the mining face of extremely-thin coal seam in China.

Key words：extremely-thin coal seam；fully-mechanized mining face；roof structure evolution；support-surrounding rock interaction；support working resistance

0引言

中国极薄煤层储量丰富，约占煤炭可采总储量的19%。近年来，随着中厚煤层资源的减少和一些矿井开采顺序的发展，部分矿井为延长矿井服务年限及保证矿井生产能力均衡，提高煤炭资源采出率，薄煤层开采日渐受到重视[1]。薄煤层因工作面采高有限，人员活动区域小，作业环境恶劣，亟需提升极薄煤层综合机械化开采水平，从而降低工作面作业劳动强度。极薄煤层工作面因其煤层厚度较小，垮落覆岩极易对上覆岩层形成及时支撑，工作面支架选型有别于常规中厚煤层工作面。因此，掌握覆岩结构演化特征，进行支架工作阻力计算，合理选择液压支架，对保障极薄煤层安全开采尤为重要。

在采场覆岩运移演化方面，国内外学者已开展大量研究。申斌学等研究了沟壑地貌下综放开采覆岩破断特征，沟壑地貌下因地表不均匀载荷易与采动应力相互影响，导致工作面矿压显现剧烈[2]；杨俊哲等针对8.8 m支架超大采高工作面，研究了覆岩破断结构，提出超大采高工作面“切落体+挤压平衡拱”结构模型[3]；娄金福针对长壁开采工作面覆岩运移破断与采动应力演化的耦合作用过程，阐释了厚硬岩层对于宏观应力场演化的影响机制，认为覆岩破断表现为梁拱二元结构，其对覆岩运移破断及采场矿压显现影响显著[4-5]。在薄煤层工作面矿压规律研究方面，张磊等分析了锚索受力及围岩变形情况，发现薄煤层切顶成巷无煤柱开采巷道变形和支护结构受力均表现出明显的阶段性特征，均呈现“缓慢—快速—缓慢—稳定”的变化趋势，顶板在工作面后方108 m趋于稳定[6]；赵兵以某矿薄煤层综采工作面为工程背景，检测了工作面液压支架工作阻力及巷道围岩变形情况，发现薄煤层工作面初次来压步距为19 m，周期来压步距为6.87 m，来压情况明显，超前段影响范围为0～18 m[7]；龚强以苏村煤矿薄煤层综采工作面为背景，分析了安全开采问题，确定了合理液压支架型号并分析了其优缺点[8]。

对于支架工作阻力计算方法主要有数理统计法[9]、Welson估算法[10]、经验公式法[8]、“砌体梁”法[1]、“传递岩梁”法[11]等，但是，因极薄煤层覆岩结构破坏特征的特别性，这些方法难以准确确定支架合理工作阻力。对于围岩-支架相互作用关系，学者们也作出较多探索[12-14]。李扬等研究了工作阻力计算方法，建立了散体给定-砌体梁式模型，并开发了支架载荷评价系统[15]；吴锋锋等构建了该开采条件下支架与围岩相互作用关系力学模型，推导出支架工作阻力计算公式，指导了该开采条件下支架的合理选型，并进行了现场试验，所选支架满足现场顶板控制要求[16]；王家臣等在充分考虑节理、裂隙对煤岩体性质影响基础上，对大采高采场顶板运移破断特征进行了研究，以能量守恒原理为基础分析了顶板载荷确定方法[17-19]；娄金福等针对大采高综采工作面易片帮问题，建立了“顶板—煤壁—支架”采场结构力学模型，给出了基于片帮控制的合理支架工作阻力确定方法[20-22]；张可斌等依据支架围岩关系调压试验曲线，从定性定量2方面研究了围岩与支架相互作用关系，并依据支架围岩双曲线关系力学模型，给出了支架控制覆岩运动的合理工作阻力方法[23-25]；郭玉峰等用UDEC数值模拟软件分析了综放工作面不同推进距离下覆岩运移规律及顶板破断特征，对比了目前几种常用支架工作阻力计算方法的优缺点及实用性，并根据实际工况条件完成了液压支架的选型[26]。

现有研究主要针对厚煤层覆岩破坏特征及其支架工作阻力，在薄或极薄煤层方面涉及较少。基于禾草沟二号煤矿极薄煤层工作面，采用理论分析与数值模拟方法研究了极薄煤层工作面开采覆岩破断特征及其演化过程，构建极薄煤层覆岩破断力学模型，分析该开采条件下支架与围岩相互作用关系，推导出一种极薄煤层开采支架工作阻力计算方法，并根据计算结果对工作面液压支架进行了选型。

1工程背景

子长县禾草沟二号煤矿位于陕北黄土高原中部，面积12.117 9 km2。主采3号煤层，煤层厚068～0.9 m，平均0.79 m，为极薄煤层，煤层平均埋深105.72 m，煤层顶板岩性以砂岩为主，如图1所示。矿井采用切顶留巷无煤柱开采技术进行回采，工作面面宽120 m。

2极薄煤层开采覆岩破断特征

2.1数值模型的建立与模拟方案

根据禾草沟二号煤矿综合地质柱状图及生产地质条件，建立离散元数值模型，模型X方向长290 m，Z方向高93 m，模拟底板高度21.5 m，煤层厚度0.8 m。模型底部固支，四周采用位移约束，上部为自由边界。上部松散层按照γH转化为外载荷2.5 MPa施加在模型顶部。

岩层节理简化为水平与垂直节理，节理采用面接触库伦滑移模型，模型块体采用Mohr-Coulomb强度准则，将物理性质相近的岩层合并简化处理，根据禾草沟二矿煤层赋存条件，岩层物理力学参数见表1。

根据工作面倾向长度120 m，为模拟达到充分采动阶段，模拟推进长度120 m。模拟计算过程为：数值模型建立—初始地应力计算平衡—工作面回采（采高0.8 m，开挖步距10 m）—开挖计算平衡—工作面回采结束。

2.2覆岩运移破断规律

工作面推进不同距离下覆岩破断特征如图2所示。工作面回采初期，工作面回采10 m时，覆岩顶板垮落呈梯形，垮落高度2.5 m，随着工作面的继续推进，工作面回采20 m時，新回采工作面再次形成梯形垮落，垮落高度与工作面回采10 m时一致，在两垮落岩体之间形成倒三角形未垮落岩块，倒三角形岩块两侧搭接在垮落岩体上，对上覆岩体形成支撑。随着工作面的向前回采，由回采20～50 m时，覆岩随工作面推进呈周期性垮落，垮落岩体均呈梯形，在相邻垮落岩体间覆岩呈倒三角形支承上覆岩层。随着工作面的向前推进，覆岩逐渐弯曲下沉，且弯曲下沉范围逐渐升高。当工作面推进60 m时，覆岩形成砌体梁结构，破断岩块靠近后方采空区处搭接在垮落岩体上，另一端在煤壁处破断，破断岩块厚度为2.5 m，与之前垮落岩体高度一致；随着工作面的继续推进，直接顶泥质粉砂岩与基本顶细粒砂岩周期破断垮落，其中直接顶破断块在工作面推进至70，80，90，100 m时，长度为6，10，9，8 m，基本顶破断岩块长度分别为12，16，14，14 m。相比于直接顶岩块，基本顶岩块断裂位置位于直接顶岩块前端，其后端由垮落岩块承担。

2.3采场顶板破断演化特征

为研究工作面回采后顶板覆岩结构破断演化过程，通过控制计算时步，以获得不同计算时步下工作面覆岩破断运移状态。根据上文可知，回采60 m后，随着继续开挖，工作面覆岩呈周期性垮落，覆岩垮落规律基本一致，因此，以工作面回采100 m时为例，通过对比分析不同计算时步下覆岩顶板破断特征分析采场顶板破断演化规律。根据模拟可知，工作面回采至100 m时，计算40 000步时采场顶板稳定，取每间隔8 000计算时步下覆岩破断运移状态进行对比分析，如图3所示。

工作面自90 m回采至100 m时，计算0步下，破断块B1、B2呈平行四边形，块B1后端O1点落于煤层底板，前端A1点与工作面顶板岩层相铰接；块B2后端O2落于采空区后方已垮落直接顶岩层上，前端与基本顶下部铰接于A2点。计算至8 000步时，块B′1沿O1点回转变形形成块B1，相比于块B′1，块B1大小无变化，其内部裂隙压密；块B2在上覆岩层移动载荷作用下，块体移动垮落，块体内裂隙闭合。当继续计算至16 000步时，随着直接顶岩层与基本顶岩层的协同下沉运移，直接顶岩层在工作面前方煤壁处断裂，并与之前断裂岩层相接，块体B1后端O1点位置不变，前端铰接点A1移动至煤壁处。块体B2破坏变形与直接顶一致，前端在工作面处断裂，前端点A2向工作面处移动，由于直接顶沿一定垮落角断裂，因此基本顶岩层断裂位置位于煤壁后方，距煤壁水平距离3 m；块B2后端由于覆岩的运移，后端O2点向前方移动，其后部破断至垮落岩体上。计算至24 000步时，块体B1、B2继续在覆岩运移载荷作用下回转下沉，块体前端断裂铰接位置不变，后端由于接触至煤层底板，O1、O2端点均向前移动，当计算至32 000步时，基本顶块B2与B2重合，基本顶稳定，而B1块后端O1点继续向前方移动；当计算至40 000步时，块B1与B′1重合，B2与B′2重合，此时顶板覆岩运移破断稳定。

3极薄煤层工作面矿压显现机理

根据极薄煤层开采覆岩破断结构特征研究结果可知，在工作面回采初期，采空区垮落矸石对顶板具有明显的支撑作用。在此阶段，工作面覆岩较为稳定，支架主要受直接顶载荷作用，而当工作面基本顶垮落后，工作面顶板呈周期性垮落，此阶段支架主要受顶板覆岩破断结构回转载荷作用，矿压显现明显。因此，不考虑回采初期充填矸石作用，主要以工作面周期来压期间覆岩结构为对象，对工作面矿压显现机理进行研究。

3.1极薄煤层采场顶板结构演化过程

根据模拟极薄煤层覆岩破断过程可知，工作面回采后，直接顶与基本顶岩层断裂基本同步，基本顶断裂位置位于直接顶断裂位置前方处，直接顶与基本顶破断岩梁共同回转下沉，形成双拱结构。断裂过程如图4所示，且有以下特点。

1）随着工作面的推进，直接顶岩层在其重力及上一次基本顶周期垮落形成的砌体块B2作用下弯曲下沉，当悬頂达到极限跨距时，直接顶最大拉应力达到其抗拉强度，直接顶岩梁A1断裂并沿断裂点回转下沉，如图4（a）所示。

2）直接顶破断后，随着直接顶的回转下沉，上方基本顶A2随之发生破断，其破断位置位于直接顶断裂线前方处。

3）直接顶在自重及基本顶垮落岩块作用下破断时对采场产生一次冲击作用，基本顶断裂时，其破断载荷作用于工作面前方煤体。

4）顶板岩梁断裂后，直接顶与基本顶均形成铰接结构，其中直接顶前端作用于工作面支架，后端与上一次破断直接顶间竖向裂隙压密，上一次破断直接顶岩块后端落于工作面底板，两次破断岩块共同回转下沉，基本顶破断后与直接顶破断形式一致，与上一次破断基本顶岩块共同回转下沉，如图4（b）所示。

5）直接顶岩梁B1断裂后，其后端未触底板前，处于回转下沉状态，直接顶破断岩块B1与上一次破断直接顶C1形成的不稳定铰接岩梁自重作用于支架上，此阶段采场压力最大。在此过程中，基本顶岩块主要对工作面前方煤体作用。因此，在此过程中基本顶对采场支架压力影响较小。

6）当直接顶破断岩块B1后端触底后，基本顶破断岩块B2随后亦触矸，此时形成“岩-矸”结构，直接顶破断岩块B1末端作用于采空区底板，基本顶破断岩块B2末端作用于直接顶垮落矸石，采场顶板形成“双拱结构”，如图4（c）所示。

3.2采场围岩-支架作用机理

通过对顶板岩梁断裂演化分析可知，顶板破裂过程中主要可分为2个阶段，顶板岩梁破断前及破断后，顶板岩梁破断前支架主要承担直接顶与基本顶岩梁悬臂自重作用及破断基本顶回转作用力，岩梁破断后支架主要承担直接顶本次破断岩块及上一次破断岩块共同形成的岩梁回转作用力。因此，对采场围岩-支架作用机理分析主要针对这2个阶段研究。

3.2.1顶板岩梁破断前

直接顶断裂前，采场顶板岩梁力学简化模型如图5所示。

对于基本顶岩梁B2，作用于支点D2，基本处于平衡状态，令∑MD2=0，则

F′2=GE2cos θ2（1）

根据几何关系

GE2=MEγECE（2）

θ=arcsinSACE（3）

SA=h+MZ（1-KA）（4）

式中GE1为基本顶重力，kN；F′2与F2为直接顶与基本顶相互作用力，kN；ME为基本顶厚度，m；CE为基本顶周期破断步距，m；MZ为直接顶厚度，m；CZ为直接顶破断步距，m；LK为支架有效控顶距，m；SA为基本顶末端最大下沉量，m；h为煤层厚度，m；KA为岩石碎胀系数；θ为作用力F′2与垂向夹角，（°）；γE为基本顶岩层容重，kN/m3。

将式（2）（3）（4）代入式（1），计算得

F′2=MEγECEcos θ2=F2（5）

对于直接顶岩梁B1，作用于支点D1，处于平衡状态，令∑MD1=0，则

F′1=GZ2cos β2（6）

根据几何关系

GZ2=MzγzCz（7）

β=arcsinhCZ（8）

将式（7）（8）代入式（6），计算得

F′1=MZγZCZcos β2=F1（9）

直接顶岩梁受力情况如图6所示。

直接顶岩梁从上端部O点处开始断裂，其力学条件是

σ=[σt]（10）

式中σ为梁端断裂处实际拉应力，其大小为作用于该处的应力之差，即

σ=σt-σp（11）

式中σt为O点处产生的拉应力，MPa；σp为在O点处产生的压应力，MPa。

O点处由岩梁弯曲产生拉应力，故有

σt=MO/WO（12）

式中MO为O处的弯矩，N·m；WO为梁端截面模量，mm3。

MO=MGZ1+MF2V+MF2L+MF1V+MF1L+Mp=GZ1CZ2+F2VCZ+F2LMZ2+F1VCZ+F1LMZ2+F0MK2=MZγZC2Z2+MEγECEcos2θ2CZ-MEγECEsin θcos θ2 MZ2+MZγZCZcos2β2CZ-MZγZCZsin βcos β2 MZ2-F0LK2（13）

WO=M2Z6（14）

将式（13）式（14）代入式（12）得

σt=3MEγECEcos2θCZ-F0LKM2Z+

8γZC2Z-γZh2-MEγECEsin 2θ4MZ -

hγZC2Z-h22CZ（15）

σp由直接顶岩梁B1与基本顶岩梁B2压力应力分量F1L、F2L造成，σp为

σp=F1L+F2LMZ=γZCZsin 2β4+MEγECEsin 2θ4MZ（16）

将式（15）式（16）代入式（11）得到O点处实际拉应力为

σ=

3γZC2ZMZ+MEγECECZcos2θM2Z-2MEγECEsin θcos θMZ+

3γZC2Zcos2βMZ-2γZCZsin βcos β-3F0LKM2Z（17）

令σ=[σt]，即可求得直接顶断裂步距CZ。

3.2.2顶板岩梁破断后

当直接顶岩梁断裂后，基本顶岩梁在直接顶断裂位置前方处断裂，前端作用于工作面前方煤壁，由于极薄煤层开采空间小，直接顶垮落岩体因碎胀特性膨胀后，基本顶岩层破断后回转角度较小，因此直接顶岩梁破断后工作面支架主要支承直接顶破断岩梁载荷。采场顶板岩梁结构可简化为图7所示力学模型。

若要支架能够控制住直接顶，则支架对直接顶的作用力F0应能够维持住直接顶的基本平衡，即破断顶板岩梁作用力FN=F0。

由于∑MA=0，则

F0LK2=GZCZ2+F1VCZ（18）

得

F0=GZCZ+2F1VCZLK

=MZγZC2Z+MZγZC2Zsin βcos βLK（19）

所以工作面面长方向每延米直接顶作用力为

FN=FZ=MZγZC2Z（1+sin βcos β）LK（20）

3.3禾草沟二号煤矿采场顶板压力计算

禾草沟二号煤矿极薄煤层工作面顶板参数为煤层厚度h=0.8 m，MZ=8.7 m，ME=6.5 m，CE=15 m，γZ=25.52 kN/m3，γE=25.55 kN/m3，LK=5 m，KA=1.07，[σt]=1.48 MPa，F0=3 000/1.5=2 000 kN（支架宽度1.5 m）。

将上述参数代入式（17），计算得直接顶断裂步距CZ=9.13 m，与数值模拟结果6～10 m相近。

由式（20）计算顶板岩梁破断后沿工作面倾向每延米顶板压力为FN=2 653.93 kN。此时每个支架上方頂板压力为P=1.5×FN=3 980.89 kN。

4现场实测数据验证

基于以上理论计算、数值模拟分析，禾草沟二号煤矿1123极薄煤层综采工作面支架合理工作阻力取4 000 kN，工作面液压支架采用ZZ4000/6.5/13D四柱支撑掩护式液压支架。

1123工作面回采期间，矿压实测表明，工作面不同地段周期来压步距8～12 m，与数值模拟结果12～14 m结果基本一致。

工作面回采期间，通过对支架工作阻力进行监测，统计液压支架工作阻力分布情况，见表2。从表2可以看出，监测数据的8.72%分布在0～2 000 kN，31.12%分布在2 000～3 000 kN，5370%分布在3 000～4 000 kN，6.46%分布在4 000 kN以上。支架工作阻力主要分布在2 000～4 000 kN。

统计工作面各支架时间加权工作阻力如图8所示，各观测支架时间加权阻力为1 945～3 653 kN，占额定工作阻力的48.62%～91.33%，充分发挥了支架的支护性能，没有超过支架的最大工作阻力。在此列出工作面两端10号支架、70号支架及工作面中部30号支架、50号支架工作阻力实测曲线，如图9所示。

综上分析，工作面回采期间，工作面支架工作阻力主要分布在2 000～4 000 kN，时间加权阻力占额定工作阻力的48.62%～91.33%，支架安全阀开启率在6.46%，有效发挥了支架的支护性能，对于回采过程未产生较大影响，矿井选用的ZZ4000/6.5/13D四柱支撑掩护式液压支架满足采场围岩控制要求。

5结论

1）浅埋极薄煤层回采下，因埋深与开采厚度较小，在工作面开采初期，顶板垮落高度较小，且在垮落岩体碎胀作用下对上覆岩层形成支撑，未垮落岩层逐渐弯曲下沉，当工作面开采至一定距离时，采空区垮落岩体逐渐压实，覆岩在工作面前方开始周期破断，直接顶与基本顶岩层形成铰接结构。数值模拟结果12～14 m与实测周期来压步距8～12 m基本一致。

2）分析了极薄煤层工作面顶板周期破断采场顶板岩梁破断演化过程，极薄煤层工作面回采条件下，由于开采厚度较小，直接顶岩梁厚度旋转下沉空间有限，岩梁破断后形成铰接结构，基本顶岩梁在直接顶岩梁前方破断，两者破断后共同回转下沉，且岩层间形成离层，基本顶破断岩块在工作面后方垮落稳定直接顶上触矸，在此过程中，支架主要受破断直接顶载荷作用。

3）根据采场顶板岩梁破断演化过程，建立了采场顶板力学模型，分析计算了极薄煤层采场顶板破断下直接顶破断步距及顶板压力，极薄煤层工作面回采下支架主要受顶板破断后破断岩梁弯曲下沉载荷作用，确定直接顶周期破断距为9.13 m，支架受顶板压力为3 980.89 kN。

4）根据极薄煤层采场顶板力学模型支架压力计算结果，确定禾草沟二号煤矿支架额定工作阻力为4 000 kN，选用ZZ4000/6.5/13D四柱支撑掩护式液压支架。基于现场矿压监测，工作面支架工作阻力主要分布在2 000～4 000 kN，时间加权阻力占额定工作阻力的48.62%～9133%，支架安全阀开启率为6.46%，有效发挥了支架支护性能，满足采场围岩控制要求。

参考文献（References）：

[1]钱鸣高，刘听成.矿山压力及其控制[M].北京：煤炭工业出版社，1984.

[2]申斌学，朱磊，朱德福，等.沟壑地貌下综放开采覆岩破断特征研究[J].煤炭工程，2021，53（7）：1-6.

SHEN Binxue，ZHU Lei，ZHU Defu，et al.Failure cha-racteristics of overlying strata in fully mechanized caving under gully landforms[J].Coal Engineering，2021，53（7）：1-6.

[3]杨俊哲，刘前进，徐刚，等.8.8 m支架超大采高工作面矿压规律及覆岩破断结构研究[J].采矿与安全工程学报，2021，38（4）：655-665.

YANG Junzhe，LIU Qianjin，XU Gang，et al.Strata behavior regularity and overlying strata broken structure of super large mining-height working face with 8.8 m support[J].Journal of Mining & Safety Engineering，2021，38（4）：655-665.

[4]娄金福.采场覆岩破断与应力演化的梁拱二元结构及岩层特性影响机制[J].采矿与安全工程学报，2021，38（4）：678-686.

LOU Jinfu.Influence mechanism of beam-arch binary structure and strata characteristics on fracture and stress evolution of overlying strata in stope[J].Journal of Mi-ning & Safety Engineering，2021，38（4）：678-686.

[5]钱鸣高.采场上覆岩层岩体结构模型及其应用[J].中国矿业大学学报，1982，11（2）：6-16.

QIAN Minggao．A structural model of overlying strata in longwall workings and its application[J].Journal of China University of Mining & Technology，1982，11（2）：6-16．

[6]张磊，李伟东，汪义龙，等.薄煤层半煤岩巷道切顶成巷矿压规律研究及应用[J].煤炭工程，2022，54（10）：104-108.

ZHANG Lei，LI Weidong，WANG Yilong，et al.Research and application of mining pressure law in coal-rock drift retained by roof cutting in thin coal seam[J].Coal Engineering，2022，54（10）：104-108.

[7]趙兵.缓倾斜薄煤层综采工作面矿压显现逻辑分析[J].能源与节能，2023（3）：69-72.

ZHAO Bing.Logical analysis of mine pressure in fully mechanized mining face of gently inclined thin coal seam[J].Energy and Energy Conservation，2023（3）：69-72.

[8]龚强.苏村煤矿薄煤层开采液压支架的应用[J].能源技术与管理，2023，48（1）：68-70.

GONG Qiang.Application of hydraulic support in thin coal seam mining in Sucun coal mine[J].Energy Technology and Management，2023，48（1）：68-70.

[9]李龙清，荆宁川，苏普正，等.大采高综采支架工作阻力综合分析与确定[J].西安科技大学学报，2008，28（2）：254-258.

LI Longqing，JING Ningchuan，SU Puzheng，et al.Analysis of high seam mining shield working resistance[J].Journal of Xian University of Science and Technology，2008，28（2）：254-258.

[10]张寅，赵毅，李皓. 综采工作面回撤巷强矿压显现机理及控制技术[J].煤田地质与勘探，2021，49（2）：110-116.

ZHANG Yin，ZHAO Yi，LI Hao.Mechanism and control of strong ground pressure in fully mechanized mining face[J].Coal Geology & Exploration，2021，49（2）：110-116.

[11]宋振骐.实用矿山压力控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，1998.

[12]高峰，钱鸣高，缪协兴，等.采场支架工作阻力与顶板下沉量类双曲线关系的探讨[J].岩石力学与工程学报，1999，18（6）：658-662.

GAO Feng，QIAN Minggao，LIAO Xiexing，et al.Discussion on the hyperbolic relation between support resis-tance and immediate roof subisdence[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，1999，18（6）：658-662.

[13]闫少宏.综放开采矿压显现规律与支架-围岩关系新认识[J].煤炭科学技术，2013，41（9）：96-99.

YAN Shaohong.New consideration of mine strata pressure behavior law and relationship between hydraulic powered support and surrounding rock in fully-mechanized top coal caving mining[J].Coal Science and Technology，2013，41（9）：96-99．

[14]黃庆享，董博，陈苏社.浅埋特大采高工作面矿压规律及支护阻力确定[J].采矿与安全工程学报，2016，33（5）：840-844.

HUANG Qingxiang，DONG Bo，CHEN Sushe.Determination of roof pressure law and support resistance in the mining face with super-large mining height in approximate shallow coal seam[J].Journal of Mining & Safety Engineering，2016，33（5）：840-844.

[15]李杨，任玉琦，李铁峥，等.近距离煤层群协调开采支架工作阻力计算方法与系统[J].煤炭科学技术，2023，51（7）：268-277.

LI Yang，REN Yuqi，LI Tiezheng，et al.Calculation and system of support resistance of shield for contugous-multiple coal seams with coordinated mining[J].Coal Science and Technology，2023，51（7）：268-277.

[16]吴锋锋，岳鑫，刘长友，等.急倾斜特厚煤层开采覆岩结构演化特征及支架工作阻力计算[J].采矿与安全工程学报，2022，39（3）：499-506.

WU Fengfeng，YUE Xin，LIU Changyou，et al.Movement law of overburden in steep inclined ultra thick seam and calculation of support working resistance[J].Journal of Mining & Safety Engineering，2022，39（3）：499-506.

[17]王家臣，杨胜利，杨宝贵，等.深井超长工作面基本顶分区破断模型与支架阻力分布特征[J].煤炭学报，2019，44（1）：54-63.

WANG Jiachen，YANG Shengli，YANG Baogui，et al.Roof sub-regional fracturing and support resistance distribution in deep longwall face with ultra-large length[J].Journal of China Coal Society，2019，44（1）：54-63.

[18]孔德中，杨胜利，高林，等.基于煤壁稳定性控制的大采高工作面支架工作阻力确定[J].煤炭学报，2017，42（3）：590-596.

KONG Dezhong，YANG Shengli，GAO Lin，et al.Determination of support capacity based on coal face stability control[J].Journal of China Coal Society，2017，42（3）：590-596.

[19]黄庆享，贺雁鹏，李锋，等.浅埋薄基岩大采高工作面顶板破断特征和来压规律[J].西安科技大学学报，2019，39（5）：737-744.

HUANG Qingxiang，HE Yanpeng，LI Feng，et al.Site measurement on roof fracture and weighting feature in large mining height face in shallowly-buried thin bedrock coal mining[J].Journal of Xian University of Science and Technology，2019，39（5）：737-744.

[20]娄金福，康红普，高富强，等.基于“顶板-煤壁-支架”综合评价的大采高支架工作阻力研究[J].煤炭学报，2017，42（11）：2808-2816.

LOU Jinfu，KANG Hongpu，GAO Fuqiang，et al.Determination of large-height support resistance based on multi-factor analysis[J].Journal of China Coal Society，2017，42（11）：2808-2816.

[21]黄庆享，徐璟，杜君武.浅埋煤层大采高工作面支架合理初撑力确定[J].采矿与安全工程学报，2019，36（3）：491-496.

HUANG Qingxiang，XU Jing，DU Junwu.Determination of support setting load of large-mining-height longwall face in shallow coal seam[J].Journal of Mining & Safety Engineering，2019，36（3）：491-496.

[22]张宏伟，周坤友，荣海，等.浅埋深大采高工作面矿压显现及支架适应性研究[J].煤炭科学技术，2017，45（4）：20-25.

ZHANG Hongwei，ZHOU Kunyou，RONG Hai，et al.Study on mine strata behaviors and powered support suitability of high cutting coal mining face with shallow mining depth[J].Coal Science and Technology，2017，45（4）：20-25.

[23]张可斌，钱鸣高，郑朋强，等.采场支架围岩关系研究及支架合理额定工作阻力确定[J].采矿与安全工程学报，2020，37（2）：215-223.

ZHANG Kebin，QIAN Minggao，ZHENG Pengqiang，et al.Relationship between support and surrounding rocks and determination of reasonable rated working resistance against support[J].Journal of Mining & Safety Engineering，2020，37（2）：215-223.

[24]徐刚，张震，杨俊哲，等.8.8 m超大采高工作面支架与围岩相互作用关系[J].煤炭学报，2022，47（4）：1462-1472.

XU Gang，ZHANG Zhen，YANG Junzhe，et al.Interaction between support and surrounding rock in 8.8 m super mining height working face[J].Journal of China Coal Society，2022，47（4）：1462-1472.

[25]周凯，李明瑞，焦素娟.基于耦合动力学模型的围岩-支架相互作用分析[J].煤炭学报，2015，40（11）：2534-2539.

ZHOU Kai，LI Mingrui，JIAO Sujuan.Analysis of interaction between hydraulic support and its surrounding rock based on dynamics coupling model[J].Journal of China Coal Society，2015，40（11）：2534-2539.

[26]郭玉峰，浦仕江，付巍，等.综放仰采工作面覆岩移动规律及支架工作阻力确定[J].工矿自动化，2021，47（3）：89-94，100.

GUO Yufeng，PU Shijiang，FU Wei，et al.Movement law of overburden in upward fully mechanized working face and determination of support working resistance[J].Industry and Mine Automation，2021，47（3）：89-94，100.

（責任编辑：刘洁）