大采高工作面煤壁稳定性：初撑力影响与控制

"浅埋煤层大采高工作面支架合理初撑力确定" 在煤炭开采过程中，尤其是在浅埋煤层的大采高工作面，煤壁的稳定性是一个关键问题，因为煤壁片帮（即煤壁破裂和垮塌）不仅影响生产效率，还可能引发安全事故。该研究针对这一问题，以陕北某矿的实际大采高工作面为实例，通过理论分析、数值计算和物理模拟等多角度研究，探讨了支架初撑力对煤壁稳定性和整个采场结构的影响。 首先，研究者构建了一个“支架-煤壁-顶板”的采场结构力学模型，通过模型分析发现，增加支架的初撑力能够迅速增大支架的工作阻力，从而减少煤壁承受的压力，有效地抑制煤壁的片帮现象，降低片帮发生的可能性。这是一个重要的理论依据，说明了初撑力在煤壁稳定性控制中的关键作用。 接着，数值模拟结果显示，随着支架初撑力的增加，煤壁的塑性区域范围会减小，煤壁的水平位移和顶板的下沉量也会随之减小。这意味着煤壁的变形得到控制，其稳定性得到增强，片帮现象得到缓解。这种变化趋势为优化支架初撑力提供了实证支持。 此外，考虑到大采高工作面特有的等效直接顶静载作用和高位台阶岩梁结构的稳定性，研究者提出了一种基于片帮控制的合理支架初撑力确定方法。这种方法旨在控制等效直接顶的稳定，并保持支架初撑力与额定工作阻力之间的合适比例关系，以实现最佳的支护效果。 该研究对于指导实际煤矿生产具有重要意义，它为大采高工作面的煤壁片帮控制提供了一种科学的、系统的解决方案，强调了合理设定支架初撑力的重要性。同时，这种方法也为类似地质条件下的煤炭开采提供了理论参考和实践指导，有助于提升煤矿的安全性和经济效益。通过这样的深入研究，我们可以预见未来煤炭开采技术在防止煤壁片帮方面的进步，将更有效地保障矿工的生命安全和矿产资源的可持续利用。