多关键层跨煤组远程被保护层煤壁片帮机理及防治
杨科1
刘帅2
唐春安3
魏祯1
池小楼1
1.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南,2320012.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南232001;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳1108193.东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;大连理工大学岩石破裂与失稳研究所,辽宁大连116024
摘要：煤壁片帮是制约大采高软煤综采工作面安全、高效回采的主要因素之一.基于淮南矿区A组煤、B组煤煤系地层禀赋及下保护层开采生产条件,针对潘二矿11224工作面煤壁片帮破坏特点,采用现场实测、物理模拟、理论分析、工业试验等方法,研究了多关键层结构跨煤组远程下保护层开采覆岩采动裂隙发育规律和被保护层大采高软煤综采工作面煤壁失稳力学过程,揭示了回采前已受采动影响的煤壁片帮机理并提出控制措施.结果 显示:①被保护层煤壁破裂形式主要为不规则滑移体沿破裂面的滑移运动,同时伴有区域多发性及倾向蔓延性,片帮迹线观测到贯穿煤层的节理弱面;②物理模拟显示,受下保护层开采影响,远程被保护层11224工作面处于覆岩“三带”中弯曲下沉带内,并出现大量随机分布的法向节理裂隙;③薄板模型极限挠度分析显示,采高、关键层空间结构、垮落带和断裂带岩层碎胀系数是决定“三带”发育高度的主控因素,理论计算所得“三带”发育特征与物理模拟一致;④基于煤壁片帮形式和受扰动影响特征,建立被保护层煤壁单元受力简化模型,给出考虑围压作用任意形态三棱柱体剪切破坏判据;⑤三棱柱体破裂后形成滑移体,主控弱面控制滑移体的摩擦滑动,提出滑移体沿结构面摩擦滑动失稳判据;⑥提高支架阻力和护帮力、采用“棕绳+注浆”柔性支护以及工字钢辅助铺网加强支架支护,可显著提高煤壁单位稳定性.
关键词：大采高软煤多关键层结构保护层开采煤壁片帮矿压控制
分类号：TD323(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51634007)国家重点研发计划(2016YFC0801400)
论文发表日期：2019-01-01
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：11( 2611-2621 )
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