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针对浅埋薄表土层(表土层厚度小于“卸荷拱”高度)薄基岩长壁工作面液压支架工作阻力确定问题,以牛山煤矿30102工作面为研究对象,采用理论分析、3DEC数值模拟、多元回归分析、公式调参分析与现场实测等手段,对所研究条件下覆岩结构演化规律及液压支架工作阻力确定方法进行研究,结果表明:(1)浅埋薄表土层薄基岩长壁工作面条件下,在基本顶初次来压前均较容易支护。最危险阶段为基本顶初次来压阶段,即使增大支护强度也难以避免控顶区顶板出现台阶下沉,但可减小形成支架-围岩稳定结构时的台阶下沉量。(2)所研究条件下,基本顶断裂并发生台阶下沉后会引起表土层卸荷效应,其机理为:(1)基本顶断裂前,表土载荷近似表土全厚产生的重力;(2)当基本顶断裂时,由于浅埋薄基岩采场特性,基本顶岩块难以自稳而发生台阶下沉,其上部表土向台阶下沉形成的空间运动,在土体颗粒间的挤压摩擦作用下,表土载荷向两侧转移,进而导致基本顶岩块所受表土载荷降低,结构趋于稳定;(3)随着基本顶岩块台阶下沉量增大,土体颗粒间的挤压摩擦作用也逐渐增强,表土载荷不断降低;(4)当表土载荷降低至与液压支架支护强度相匹配时,支架-围岩形成稳定结构。(3)定义卸荷系数α=基本岩块台阶下沉后表土载荷/基本顶断裂前表土载荷,初次来压卸荷系数仅受允许台阶下沉量?S及表土内摩擦角φ影响,其计算公式为:α=1-0.258ln(?S+1)(?)。(4)所研究条件下,应按基本顶初次来压阶段计算工作面液压支架所需工作阻力,影响单位架宽所需工作阻力的13个因素按影响显著程度排列为:基本顶厚度h>允许台阶下沉量?S>表土内摩擦角φ>基本顶岩块摩擦角φ>表土厚度H(表土容重γ4类似)>控顶距lk>顶煤厚度h2(顶煤容重γ2类似)>直接顶厚度h1(直接顶容重γ1类似)>基本顶容重γ3>基本顶抗拉强度RT。(5)牛山煤矿30102工作面液压支架所需工作阻力为4 863 kN,通过更换立柱达到要求的液压支架在回采过程中未发生压架,工作面初次来压期间顶板局部出现2335 cm的台阶下沉(工作面中部台阶下沉量最大)。(6)卸荷效应可对一些浅埋工作面顶板台阶下沉后未发生压架,而是形成支架-围岩稳定结构的现象做出合理解释。