厚硬顶板10m超大采高工作面煤壁片帮特征及影响因素
马镕山1
徐刚1
任建超2
张震1
刘前进1
蔺星宇1
1.煤炭科学研究总院 开采研究分院,北京 100013;中煤科工开采研究院有限公司,北京 1000132.陕西陕煤曹家滩矿业有限公司,陕西 榆林 719000
摘要：针对超大采高工作面易发生煤壁片帮的问题,以曹家滩煤矿 122104 超大采高工作面为背景,综合运用现场监测、数值模拟和理论分析等方法,研究了不同顶板压力条件下超大采高工作面煤壁塑性区、应力及位移分布特征,建立了煤壁片帮力学模型,确定了煤壁挠度最大点位置,揭示了顶板压力变化对煤壁稳定性作用机理.研究结果表明:煤壁破坏以拉裂为主,且多发生在中部或中上部区域,其形态通常呈现为半月状内凹或台阶状,煤壁平均片帮深度为0.41 m,最大片帮深度平均为 1.53 m,片帮层位主要出现在底板上方 4.4～8.0 m高度范围内,煤壁片帮程度与顶板压力成直接相关性,周期来压期间片帮加剧.初次来压后形成悬臂梁及组合悬臂梁结构,随着工作面的推进,顶板垮落和煤壁破坏加重,超前支承压力峰值及应力集中系数显著上升,工作面煤壁片帮与矿压显现成正相关关系.数值模拟结果显示,随着开采深度的增加,顶板压力增大,煤壁稳定性降低.不同埋深下的煤壁压力对煤壁挠度表现出非对称特性,煤壁挠度随埋深的增加而增大,煤壁最大挠度位置随埋深的增加而沿煤壁逐步上移,最大变形区域在0.59～0.94倍采高处.
关键词：超大采高工作面煤壁片帮顶板压力煤壁力学模型数值模拟
分类号：TD323(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC2907501)中煤科工开采研究院有限公司青年基金资助项目(KCYJY-2023-QN-05)
论文发表日期：2025-02-27
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：15( 191-205 )
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