中文摘要：

神东矿区部分区域的第1层煤层已开采结束，逐步进行第2层煤层的开采，形成了浅埋煤层重复采动条件。多个浅埋重复采动工作面在出倾向煤柱和过沟谷地形上坡时，发生了端面切冒和支架活柱瞬间大幅下缩甚至压坏支架的动载矿压灾害，对工作面安全高效生产造成了严重的影响。针对上述问题，本项目拟开展浅埋煤层重复采动工作面动载矿压灾害机理与防治对策研究。应用岩层控制的关键层理论，研究揭示浅埋煤层重复采动工作面出倾向煤柱区域和过沟谷地形上坡区域关键层结构失稳致灾机理及其影响因素；研究形成浅埋煤层重复采动工作面动载矿压灾害的预测方法；研究确定防治浅埋煤层重复采动工作面动载矿压灾害的合理支架工作阻力。本项目的研究对我国西部矿区浅埋煤层重复采动工作面动载矿压灾害的防治，具有重要的理论意义和实践价值。

结论摘要：

神东矿区是我国典型的浅埋煤层赋存矿区，近年来随着开采规模不断加大，现已逐步进入第2层主采煤层的开采，形成了浅埋近距离煤层重复采动的开采条件。多个浅埋重复采动工作面在采出上覆倾向煤柱和过地表沟谷地形上坡段时，发生了端面切冒和支架活柱瞬间大幅下缩、甚至压坏支架的动载矿压灾害，对工作面的安全高效生产造成了严重的影响。如何确保浅埋煤层重复采动工作面在类似条件下的安全开采，是亟待解决的重大技术难题。因此，本项目基于岩层控制的关键层理论，综合采用现场实测、理论分析、模拟实验等手段，就浅埋煤层重复采动工作面动载矿压灾害的发生机理及其防治对策等问题进行了深入研究。研究发现（1）浅埋煤层重复采动工作面在采出上覆煤柱前后5m左右的范围内常易发生动载矿压现象，由于煤柱边界上方关键层破断块体形成的三铰式结构不满足中间铰接点高于两端铰接点的自稳条件，其相对回转运动引起的煤层间单一关键层结构的载荷过大而发生滑落失稳，是造成动载矿压发生的根本原因。据此从煤柱上方关键块体结构稳定性角度，分别就煤柱埋深、煤柱尺寸及其内空巷位置、煤层间距及覆岩关键层特征等因素对动载矿压灾害的影响规律及其致灾条件进行了研究，由此提出了以控制关键块体结构回转运动为思路的灾害防治对策。（2）基于地表沟谷地形对覆岩主关键层侵蚀作用的分析得出，沟谷上坡段覆岩主关键层因受侵蚀缺失水平力，不易形成稳定的“砌体梁”结构而滑落失稳，使得作用在煤层间单一关键层结构上的载荷明显增大而滑落失稳，最终引起动载矿压的发生。据此分别就沟谷坡角及深度、煤层间距及覆岩关键层特征等因素对覆岩主关键层结构稳定性及其载荷传递量的影响规律进行了研究，并得到了此类动载矿压灾害的发生条件。由此最终形成了动载矿压灾害的预测方法，提出了沟谷地形下重复开采的支架阻力确定方法。上述研究成果为我国西部矿区浅埋煤层重复采动工作面动载矿压灾害的防治提供了重要的参考依据，为进一步完善浅埋煤层开采矿压控制技术作出了积极贡献，已在神东矿区大柳塔煤矿、补连塔煤矿、石圪台煤矿等矿井得到验证和应用，取得了显著的经济效益。