摘要:煤壁片幫是制約大采高軟煤綜采工作面安全、高效回采的主要因素之一?;诨茨系V區(qū)A組煤、B組煤煤系地層稟賦及下保護(hù)層開(kāi)采生產(chǎn)條件,針對(duì)潘二礦11224工作面煤壁片幫破壞特點(diǎn),采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、物理模擬、理論分析、工業(yè)試驗(yàn)等方法,研究了多關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)跨煤組遠(yuǎn)程下保護(hù)層開(kāi)采覆巖采動(dòng)裂隙發(fā)育規(guī)律和被保護(hù)層大采高軟煤綜采工作面煤壁失穩(wěn)力學(xué)過(guò)程,揭示了回采前已受采動(dòng)影響的煤壁片幫機(jī)理并提出控制措施。結(jié)果顯示:①被保護(hù)層煤壁破裂形式主要為不規(guī)則滑移體沿破裂面的滑移運(yùn)動(dòng),同時(shí)伴有區(qū)域多發(fā)性及傾向蔓延性,片幫跡線觀測(cè)到貫穿煤層的節(jié)理弱面;②物理模擬顯示,受下保護(hù)層開(kāi)采影響,遠(yuǎn)程被保護(hù)層11224工作面處于覆巖“三帶”中彎曲下沉帶內(nèi),并出現(xiàn)大量隨機(jī)分布的法向節(jié)理裂隙;③薄板模型極限撓度分析顯示,采高、關(guān)鍵層空間結(jié)構(gòu)、垮落帶和斷裂帶巖層碎脹系數(shù)是決定“三帶”發(fā)育高度的主控因素,理論計(jì)算所得“三帶”發(fā)育特征與物理模擬一致;④基于煤壁片幫形式和受擾動(dòng)影響特征,建立被保護(hù)層煤壁單元受力簡(jiǎn)化模型,給出考慮圍壓作用任意形態(tài)三棱柱體剪切破壞判據(jù);⑤三棱柱體破裂后形成滑移體,主控弱面控制滑移體的摩擦滑動(dòng),提出滑移體沿結(jié)構(gòu)面摩擦滑動(dòng)失穩(wěn)判據(jù);⑥提高支架阻力和護(hù)幫力、采用“棕繩+注漿”柔性支護(hù)以及工字鋼輔助鋪網(wǎng)加強(qiáng)支架支護(hù),可顯著提高煤壁單位穩(wěn)定性。
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