大采高工作面支架刚度对煤壁稳定性的影响效应研究
韩宇峰1
王兆会2
唐岳松2
1.辽宁工程技术大学 土木工程学院, 辽宁 阜新 1230002.中国矿业大学(北京) 能源与矿业学院, 北京 100083
摘要：大采高开采技术是我国厚煤层开采的主要技术选择之一,大采高工作面一次割煤高度增大,煤壁稳定性降低,煤壁破坏成为制约该类工作面生产潜能释放的关键因素.为提高大采高工作面围岩稳定性,实现厚煤层高效开采,采用理论分析、室内试验和现场实测等综合手段分析了支架刚度对煤壁稳定性的影响.结果表明:大采高工作面存在3种常见煤壁破坏形式:硬煤劈裂式、中硬煤剪切式和软煤塑性流动式;定义煤壁稳定性系数为煤壁极限承载能力与作用在煤壁之上的顶板载荷之差同顶板载荷之比,得到顶板载荷对稳定性系数分布特征的影响;建立顶板冲击力学模型,基于能量原理,提出了作用于煤壁之上的顶板载荷确定方法;分析了支架刚度对煤壁稳定性系数的影响,随着支架刚度的增加,作用于煤壁之上的顶板载荷降低,煤壁稳定性升高,顶板载荷及煤壁稳定性对支架刚度的敏感性逐渐降低;开展不同支架刚度条件下煤壁稳定性相似模拟试验,支架刚度为1.0、1.5、2.0 MN/m的条件下,煤壁极限承载能力分别为17、19、20 kN,煤壁的最大横向变形量分别为40、30、25 mm,煤壁破坏面积分别为0.41、0.32、0.21 m2,试验数据验证了理论分析结果的正确性;最后将提高支架刚度措施应用于乌兰木伦31402大采高工作面,煤壁稳定性得到有效控制.
关键词：大采高工作面煤壁破坏厚煤层开采煤壁压力支架刚度
分类号：TD823(矿山开采)
资助基金：国家自然科学基金(51904304)国家重点研发计划(2017YFC0603002)
论文发表日期：2023-03-25
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：9( 1-9 )
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