综采工作面煤壁片帮稳定性分析研究-论文.pdf

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1、II眶函圈山西煤炭第34卷第1期2014年1,ElSHAN×lCOALV0I．34NO．1Jan．2O14文章编号：1672—5050(2014)01—0021—03DOI：10．3969~．issn．1672-5050．2014．01．009综采工作面煤壁片帮稳定性分析研究徐志国(大同煤矿集团晋华宫矿，山西大同037000)摘要：从煤壁片帮的机理、不同煤质的破坏机制、煤壁片帮的影响因素及减小煤壁片帮的技术措施等方面进行分析为矿井安全开采提供一定依据。关键词：煤壁片帮；防治措施；综采中图分类号：TD32文献标识码：A随着煤炭技术的发展，综合机械化开采用于多假设较大弹

2、簧刚度掣1=0时，相当于上端个矿井生产，其中厚煤层采用一次采全厚的方法回铰支、下端固定的压杆，(见图1)，由于上端是同定采，但随采高的增加，煤壁片帮的发生概率也随之增加。因此，防止煤壁片帮是保证大采高工作面安全高铰支，此时边界条件为：x=Ou,t，(0)=0；掣l=0；效开采的重要因素。x=h时，c【')=0。1煤壁片帮的机理假设上端由支座产生的约束力为p，则可求m挠度曲线)=—卜}si斛础()1_(5)根据稳定方程tankh=kh，得(kh)rain=4．493，则)=一[sin4．493h⋯s鲁+}一1．(6)容易得出当x／h=0．602，即x=0．602h时，

3、煤壁挠度最大，即：()=一1．4等。该式表明，边界条件为一端铰支、另一端固定时，其侧向最大位移在煤壁上部图1煤壁片帮力学模型0．4倍采高处。煤壁片帮可将煤壁视为图1的压杆，它的一端2不同煤层性质的破坏机制固定，另一端侧向支承在一个线性弹簧上，弹簧刚度为Ol。坐标原点设在固定端。假设在微弯状态下自由1)煤层较软弱的情况下，煤层受力变形较大，从端的挠度6，坐标X处的挠度09。则坐标处的弯矩为而出现滑移破坏。煤壁发生的位移主要是向1作面M()=F(6一)一6(h—)．(1)方向的水平位移为主；对于煤壁深部岩体，南于超前再由=一Eho”，得到微分方程支承压力向深部的转移，产

4、生的水平位移相应减小。Eho”=F(6一)一(h-x)．(2)工作面上的主要变形表现为整体滑移破坏失稳。或”+后=26一oea／El(h—)．(3)2)煤层坚硬的情况下，煤体弹性模量大，当岩体其中：=舳，，微分方程的解为处于压缩变形阶段时，煤体变形较小；当岩体达到强度极限时，岩体发生破坏，深部岩体起到主要承载作w=AsinBoos6【一()J．(4)收稿日期：2013-09—13作者简介：徐志阁(1987一)，男，内蒙古赤峰人，大学本科，助理工程师，从事煤矿开采工作。山西煤炭第34卷第1期用，岩体呈块状破坏；晋华宫煤矿煤体较坚硬，煤体4)初次来压与周期来压的因素影响

5、。当T作面易发生脆性破坏。因此，实际生产中，顶板岩体较为初次来压与周期来压时，工作面顶板由于岩块咬合坚硬、不易垮落时，采取适当技术措施控制顶板悬顶的作用，导致顶板应力增加，增大了顶板对煤壁的作距，可以减小煤壁片帮的危险性。用力，使得煤壁方向岩体应力增加，竖向裂隙增多，煤壁片帮危险性增加。3影响煤壁片帮的因素分析4减小煤壁片帮的技术措施煤质较硬的情况下，影响煤壁片帮的因素，除了煤的物理力学因素外，还有生产技术方面的因素；例煤壁片帮是由煤体应力状态、支架支护、煤岩体如支架支护阻力、支架支护方式、割煤高度、工作面岩性等因素共同作用的。推进速度等因素。1)煤体应力状态方面。

6、通过控制顶板悬顶距、顶1)支架支护阻力对煤壁片帮的影响。在内应力板直接顶冒落高度等方面以减小工作面矿压剧烈程场中，支架与煤壁前方承担着直接顶的重力。支架具度；并适当减小T作面开采高度，也可减小T作面矿有较高的支护阻力时，可以减小顶板对煤壁的压力。压剧烈程度。在一定范围内，增大T作面推进速度也但是支架并不是无限制的增加其支护阻力，当支护有利于煤壁片帮的控制。阻力增大到一定程度时，对直接顶支护的效果趋于2)支架支护方面。首先对于新开采的T作面要缓和。因此，在一定范围内，适当增加支架的支护阻用侧护板及时支护，以减小煤壁暴露时间，并给煤壁力可减小煤壁片帮的机率。支护作用力，

7、将煤壁岩体原本处于二维应力状态转2)支架支护方式对煤壁片帮的影响。实际综采化为三维受力，增加岩体的自承载能力。支架初撑力中，运用较多的为及时支护方式和滞后支护方式。及的适当增加，也可减小煤壁上方的荷载，从而减小煤时支护时，当T作面推进后，迅速将护帮板推移到煤壁片帮的危险性。壁方向，对煤壁起到及时支护的效果，减小煤壁暴露3)煤岩体岩性方面。当岩体受到的压强大于岩时间；但是对于支架支护控顶范围增加，对支架的稳体自身的承载能力时，岩体将会破坏，此时采取一定定性要求较高。滞后支护时增加了煤壁的暴露时间，加固措施可以增加岩体的自承载能力及煤壁的完整增大了煤壁偏帮的危险。因