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大倾角煤层开采,在工作面顶板岩层中形成结构,工作面矿压显现是顶板结构失稳的外在表现。大倾角煤层走向长壁综放工作面顶板结构是一个复杂的空间结构,其结构特征及稳定性分析一直以来都是大倾角煤层走向长壁综放开采的一大难题。因此,研究大倾角煤层走向长壁综放工作面顶板结构特征,对完善大倾角煤层开采理论和岩层控制理论具有重要意义,对大倾角煤层走向长壁综放工作面支护结构设计、矿山压力控制、安全高效开采等工程实践具有指导作用。本文采用现场调研、数值模拟、物理相似模拟、理论分析和现场实测相结合的研究方法,对大倾角煤层走向长壁综放工作面顶板断裂特征、倾向砌体结构特征和覆岩承载拱结构特征进行了研究。研究表明:(1)大倾角煤层走向长壁综放工作面基本顶初次断裂裂隙形态为“X—O”型。虽然最终断裂形态与缓倾斜煤层的“O—X”型断裂形态相似,但由于岩层重力沿层面方向的分力较大,导致其断裂裂隙的产生及发展过程与缓倾斜煤层不同。工作面基本顶初次断裂后,沿采空区端基本顶的移动空间和受力状态与初次断裂之前不同,导致大倾角煤层走向长壁综放工作面基本顶周期断裂裂隙形态为“C—X”型。(2)大倾角煤层走向长壁综放工作面基本顶断裂成岩块后,沿工作面倾向易于形成砌体结构。倾向砌体结构承担了一部分基本顶岩层自重,减小了基本顶岩层对支架传递力的作用;倾向砌体结构的稳定性将直接影响工作面支架的受力状态。倾向砌体结构可能发生的失稳形式为滑落失稳和挤压变形失稳;最容易发生失稳的部位为工作面中上部。现场应采取加强对工作面中上部支架工作状态的监测以及提高支架支护强度,防止工作面中上部倾向砌体结构失稳。(3)大倾角煤层走向长壁综放工作面基本顶上覆岩层中形成承载拱结构。承载拱结构位于砌体结构的上部岩层中,沿工作面走向为对称平拱,沿工作面倾向为非对称斜拱。走向承载拱结构容易发生沿拱脚处的剪切破坏,倾向承载拱结构容易发生轴向压缩破坏。走向承载拱结构对整个工作面基本顶上覆岩层起控制作用,倾向承载拱结构失稳是由于走向承载拱结构的失稳而导致的。承载拱结构具有承担上覆岩层自重的能力,并对其下方工作面顶板及支架起保护作用,阻止了基本顶上覆岩层对其下方砌体结构和支架传递力的作用;当承载拱结构发生失稳时,将会给其下方砌体结构传递力的作用,并导致倾向砌体结构失稳,产生工作面来压现象。论文研究结果与枣泉煤矿120210综放工作面现场实测相吻合,为该矿后续工作面及回采巷道布置方式、回采工艺选择、设备配置提供依据,对该矿安全高效生产有着重要的指导意义。