许延春，赵霖，任志祥，等. 承压防砂煤(岩)柱下溃水溃砂工作面压架机理及支架阻力确定[J]. 采矿与岩层控制工程学报，2021，3 (2)：023539.
XU Yanchun，ZHAO Lin，REN Zhixiang，et al. Mechanism of support crushing and determination of support resistance for water and sand collapse working faces under pressure-resistant sand-prevention coal and rock pillars[J]. Journal of Mining and Strata Control Engineering，2021, 3 (2): 023539.
承压防砂煤(岩)柱下溃水溃砂工作面压架机理 及支架阻力确定
许延春1，赵 霖1，任志祥2，郝宪杰1，张二蒙1
(1. 中国矿业大学(北京) 能源与矿业学院，北京 100083；2. 焦作煤业集团赵固 (新乡)能源有限责任公司，河南 焦作 454002)
摘 要：新近系、第四系厚松散地层弱富水性含水层下留设防砂煤柱时，由于薄基岩界面倾斜和起伏变化等特殊地质条件，易形成松散含水层保压结构，含水层水压高，导致防砂煤(岩)柱承受高水压冲击，造成突水溃砂事故以及工作面矿压明显增大并压架。运用理论分析的方法，解释了防砂煤(岩)柱承压加大的概念与形成原因，研究了水砂降低摩擦因数和“高水压核”的水压冲击作用对支架阻力增大的影响，推导出工作面支架阻力计算公式。研究表明突水溃砂过程中工作面阻力异常增大主要是由于水砂降低摩擦因数和“高水压核”的水压冲击，得出了不同情况下摩擦因数降低的数值，并依据机械能守恒定律推导得出高水压对工作面支架冲击力的计算公式。以某矿11071工作面为工程实例，计算了工作面支架阻力变化过程，结果表明由于摩擦因数降低与高水压的冲击造成支架载荷额外加大，超出工作面支架最大载荷，验证了溃水溃砂过程中工作面矿压增大的结论，为类似条件工作面提供借鉴。
关键词：承压防砂煤(岩)柱；高水压核；支架阻力；摩擦因数；冲击载荷
基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(51934008)；国家自然科学基金资助项目(51804309)
作者简介：许延春(1963—)，男，河北乐亭人，研究员，博士生导师，从事特殊采煤(近水体安全采煤、煤矿井筒破裂防治和建筑物下采煤)方面的研究和教学工作。E-mail：yanchun-xu@163.com
通信作者：赵霖(1996—)，男，山西晋城人，硕士研究生，从事水体下采煤方面的研究工作。E-mail：1071257591@qq.com
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