摘要

针对大采高工作面煤壁易发生片帮、冒顶这一难题,以王庄矿8101工作面为背景,构建"顶板–煤壁–支架"系统力学模型,对煤壁稳定性影响因素进行敏感度分析;设计煤壁稳定性控制实验台对煤壁稳定性与采高、支架工作阻力、煤壁压力及煤体强度的关系进行模拟实验;采用UDEC数值软件对不同采高、黏聚力、支护强度、推进距离下煤壁变形情况进行模拟。研究得到:煤壁处的顶板压力是煤壁发生破坏的主要因素,煤体强度决定着煤壁所能承受的顶板压力;采高越大、煤壁发生破坏时的临界压力越小,煤壁越不稳定;支架的支护强度越大,作用在煤壁处的压力就越小,煤壁越稳定,但提高支护强度对于控制煤壁破坏的作用是有限的;支架护帮板在控制塑性区煤体继续破坏起的作用不大。煤壁破坏前,煤体具有较大的变形量,且煤壁破坏位置多发生在煤壁中上部,为采高的60%70%。研究成果为煤壁片帮的防治提供了基础。

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