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層開采生產(chǎn)條件,針對潘二礦11224工作面煤壁片幫破壞特點,采用現(xiàn)場實測、物理模擬、理論分析、工業(yè)試驗等方法,研究了多關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)跨煤組遠程下保護層開采覆巖采動裂隙發(fā)育規(guī)律和被保護層大采高軟煤綜采工作面煤壁失穩(wěn)力學(xué)過程,揭示了回采前已受采動影響的煤壁片幫機理并提出控制措施。結(jié)果顯示:①被保護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動,同時伴有區(qū)域多發(fā)性及傾向蔓延性,片幫跡線觀測到貫穿煤層的節(jié)理弱面;②物理模擬顯示,受下保護層開采影響,遠程被保護層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影響特征,建立被保護層煤壁單元受力簡化模型,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,提出滑移體沿結(jié)構(gòu)面摩擦滑動失穩(wěn)判據(jù);⑥提高支架阻力和護幫力、采用“棕繩+注漿”柔性支護以及工字鋼輔助鋪網(wǎng)加強支架支護,可顯著提高煤壁單位穩(wěn)定性。
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