③工作面与开切眼斜交，使基本顶悬板呈梯形，让工作面呈局部来压。
4 特大采高综采面关键层结构形态及其对矿压显现的影响
4.1特大采高综采工作面所面临的问题
特大采高综采工作面的矿压显现与控制主要面临 2 个方面的问题：一方面，由于采高很大，工作面煤壁片帮问题会越来越严重，但由于神东矿区煤层埋藏浅，采动支承压力相对较小，煤壁片帮问题目前并不很严重，这是浅埋煤层采用特大采高综采开采技术的优势；另一方面，由于采高很大，采空区顶板垮落高度增大，对工作面矿压显现产生影响的覆岩范围增大，导致工作面矿压显现强烈，顶板压力和支架载荷明显增大。
4.2特大采高综采面关键层结构形态
关键层“悬臂梁”结构。依据采场上覆岩层移动的“三带”理论，工作面采高的大小决定了覆岩“三带”的分布状态。覆岩中的关键层处于上述“三带”中的位置，其决定了关键层破断时所能形成的结构形态。特大采高综采面覆岩垮落带高度较大，在一般采高中能形成铰接平衡结构的关键层，在特大采高情况下将会因较大的回转量而无法形成稳定的“砌体梁”结构形态，取而代之的是以“悬臂梁”结构形态直接垮落运动，而处于更高层位的关键层才能铰接形成稳定的“砌体梁”结构形态。
图4-1不同采高覆岩关键层结构形态的试验结果
显然，工作面的采高越大、关键层所处的层位越低，越易形成关键层的“悬臂梁”结构。因此，特大采高综采面亚关键层 1 在满足一定的条件下才能形成“悬
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臂梁”结构。
关键层“悬臂梁”结构的形成条件从以上的分析可以看出，关键层以何种结构形态出现主要受工作面采高以及关键层所处的层位这2 个因素共同制约。而关键层之所以会以“悬臂梁”结构形态垮落，是由于其破断块体的回转量超过了维持其结构稳定的最大回转量。因此，判断关键层是否呈现“悬臂梁”结构形态，可从其破断块体的回转量入手。
4.3特大采高综采面关键层结构形态对矿压的影响
众所周知，工作面的矿压显现是由采动覆岩破断运动引起的，其显现的强烈程度与覆岩结构的运动特征密切相关。作为对岩层运动起着主要控制作用的关键层，它的破断运动直接控制着工作面的矿压显现。因此，关键层在覆岩中的赋存状态及其破断后形成的结构形态必然会对工作面的矿压显现产生影响。对于特大采高综采面，顶板垮落的范围会大幅增大，覆岩关键层的结构形态也可能随之改变，从而造成工作面的矿压显现异于一般采高工作面。下面针对特大采高综采面关键层的不同结构形态分析其对矿压的影响。
4.3.1关键层“悬臂梁”结构对矿压的影响
根据前面的理论分析以及图 1 所示的模拟试验结果可知，关键层“悬臂梁”结构与“砌体梁”结构的最大差别在于其失去了后方已破断块体的约束力。因此，相比而言，“悬臂梁”结构破断后其回转空间更大，工作面支架顶梁需完全推过关键层破断线之外，其破断块体的回转运动才不会对支架产生作用，此时工作面的来压才会停止，如图 2 所示。
图4-2关键层“悬臂梁”结构来压持续长度示意图
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4.3.2亚关键层2对矿压的影响
一般情况下，由于特大采高采场覆岩垮落带高度较大，处于下位的亚关键层 1 一般会进入垮落带中，而上位邻近的亚关键层 2 则一般会处于裂隙带中。若上、下位亚关键层之间的位置满足一定条件时，上部亚关键层 2 的破断运动将会对亚关键层 1的破断产生影响，进而影响到工作面的矿压显现。一般情况下，亚关键层 2 会滞后亚关键层 1 发生破断，即当亚关键层 1 破断后，工作面需继续推进一段距离后亚关键层 2 才能破断，此时，若亚关键层1 仍未达到其周期破断距，则亚关键层 2 的破断将会造成亚关键层 1 的提前破断，从而造成工作面来压步距减小，而由于此次来压是由上、下位 2 层邻近亚关键层破断造成的，因此，其来压强度会比单纯亚关键层 1 破断时的大。按此周期破断下去，最终将会造成工作面来压步距和来压持续长度呈现一大一小交替变化的现象。而下位亚关键层 1 是否会提前破断(即破断距减小)，取决于上位亚关键层 2破断时亚关键层 1 是否达到其周期破断距。若亚关键层 2 破断时亚关键层 1 正好达到周期破断，则来压步距不会有较大变化，主要是来压强度增加；相反，若亚关键层 1 仍未达到周期破断的位置，则来压步距将会减小，而来压强度会有所增加。
5结语
采场上覆岩层的变形、破断、离层等一系列矿压显现规律主要由坚硬岩层中的关键层控制.，在采场覆岩结构中，关键层对覆岩活动的全部或局部起控制作用，上可影响至地表，下可影响至采场和支架，内部影响到采动裂隙与应力的分布和流体的运移。关键层的破断形成的结构形式（如砌体梁）直接影响着采场矿压显现和岩层移动，影响着顶板的周期来压。研究关键层的破断对于我们研究矿山压力的显现规律具有决定性的意义。
参考文献
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