大倾角煤层大采高采场煤壁片帮研究

"大倾角煤层长壁大采高采场煤壁片帮机制" 在煤炭开采中，大倾角煤层的长壁大采高开采面临着诸多技术挑战，其中煤壁片帮问题尤为突出。煤壁片帮是指在开采过程中，煤壁因失去稳定性而发生垮塌的现象，这不仅影响生产效率，还可能引发安全事故。本文通过现场监测、数值模拟和理论分析，深入探讨了大倾角煤层大采高采场煤壁片帮的特性和形成机制。 首先，研究指出大倾角大采高采场的煤壁片帮呈现出交替演变的特点，即不同区域的片帮形式各异，包括片滑和回转外片等。片滑是指煤壁沿着某一平面滑落，而回转外片则是煤壁围绕某一轴线发生旋转性垮塌。这些现象揭示了煤壁稳定性受到多因素的影响。 具体来说，采高、伪斜角以及煤体的力学特性是影响煤壁稳定性的关键因素。随着采高和伪斜角在一定范围内的增大，煤体的强度降低，导致煤壁片帮的可能性和程度相应增加。例如，在25221工作面，由于煤壁强度较低，夹杂有矸石，加之高度大，自身的稳定性较差。同时，采高和伪斜角的持续变化会加剧顶板压力的作用，使得煤壁承受更大的应力。 此外，重复性的动态荷载扰动也加剧了煤壁的不稳定性。例如，开采过程中的爆破振动和设备运行产生的动态载荷，会不断地对煤壁产生冲击，这种复合因素的叠加效应进一步促成了大倾角大采高采场煤壁的片帮。 为了有效防止或减少煤壁片帮，需要从以下几个方面着手：一是优化开采设计，合理控制采高和伪斜角，确保煤壁在允许的力学参数范围内；二是加强煤体性质的研究，了解煤的力学特性，选择合适的支护方式；三是改进开采工艺，减少动态荷载对煤壁的影响，比如优化爆破方案，采用更平稳的设备操作方式；四是强化现场监控，及时发现并处理煤壁不稳定迹象，采取预防措施。 解决大倾角煤层长壁大采高采场的煤壁片帮问题，需要综合考虑地质条件、开采参数和工程实践，通过科学的方法和技术手段，提高采场的稳定性，确保煤炭开采的安全和高效。这一研究对于提高我国煤炭开采行业的技术水平和安全管理水平具有重要的指导意义。