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榆神北矿区浅埋煤层的地形地貌普遍呈现沟谷状,开采该地形下覆存的煤层时矿压规律不同于一般非沟谷区覆存的浅埋煤层,工作面矿压的显现异常的强烈,工作面液压支架极易出现“压死”现象,对工作面的安全生产造成一定的安全隐患。基于此,本文以隶属于中煤能源的南梁煤矿1-2煤工作面开采为工程研究背景,针对该矿沟谷地貌下浅埋煤层开采条件,运用理论分析、数值模拟、物理相似模拟和机器学习预测等研究方法,对沟谷地貌下浅埋煤层开采覆岩运动及支架阻力的选取进行了研究,主要研究成果如下:(1)通过理论分析,得出南梁1-2煤工作面开采初次来压步距为30.76m,周期来压步距为12.55m,工作面过较浅沟谷逆坡开采时来压步距为9.7m,支架阻力7208.75kN,过深沟谷逆坡段开采来压步距为8.7m,支架阻力7459.373kN,过非沟谷区开采支架阻力为7259.96kN,,过浅沟谷开采支架阻力为7459.43kN,过深沟谷开采支架阻力为8551.44kN,不同沟谷深度及顺、逆坡下开采工作面矿压规律亦不相同。(2)通过相似模拟和数值模拟可知,工作面逆坡开采扰动导致关键层回转,坡面发生拉伸破坏,裂隙发育至地表。工作面在过浅沟谷逆坡开采时,周期来压步距为10.5m,模拟液压支架读数为7368.53kN,采场顶板应力大小为2.3MPa;工作面在过深沟谷逆坡开采时,周期来压步距为9.5m,模拟液压支架读数为7533.4kN,采场顶板应力大小为2.1MPa。过浅沟谷底开采支架阻力为7459.43kN,采场顶板应力大小为1.9MP,过深沟谷底开采支架阻力为8435.55kN,采场顶板应力大小为3MPa,过非沟谷区开采支架阻力为7259.96kN,采场顶板应力大小为1.9MPa,矿压规律同理论分析基本一致。(3)根据南梁1-2煤层沟谷地形的浅埋煤层地质和地貌特征,收集相关数据通过python编写了过沟底开采工作面支架阻力预测软件。与此同时,采用改进后的逻辑斯提算法(LR)来优化梯度提升回归(GBRT)模型。将该预测模型应用于液压支架阻力的预测,预测结果与LR(线性回归模型)、SVM(支持向量机模型)、DTR(决策树回归模型)EN(弹性网回归模型)进行对比分析。结果表明:LR-GBRT模型的泛化能力较高、预测误差较小,可以对南梁1-2煤沟谷下开采液压支架阻力进行有效预测,对类似地质条件下煤层开采支架阻力的选取有较好的参考价值。