大采高工作面断层处煤壁片帮机制及控制策略

"大采高工作面过断层构造煤壁片帮机理及控制" 本文主要探讨了在高强度采动影响下，大采高工作面煤壁片帮问题的严重性，特别是在遇到断层构造时，煤壁稳定性显著下降，导致支护难度增大。研究人员通过数值模拟、理论分析、室内实验以及现场试验等多种研究手段，深入剖析了断层构造处大采高工作面煤壁的破坏机制、稳定性影响因素以及相应的控制策略。 首先，文章指出，断层构造使得工作面前方煤体的塑性破坏区扩大，增加了煤体在开采前的损伤程度，为片帮事故的发生创造了条件。作者建立了一个高帮煤壁稳定性分析的力学模型，通过对剪切和拉裂型片帮发生条件的研究，得到了判断这两种类型片帮发生的判据，并推导出煤体破坏起裂角βsm和βtm的非恒定值公式，揭示了其受多种因素影响的特性。 进一步分析表明，煤体的黏聚力、内摩擦角和采高是影响两种片帮形式的主要因素，其中黏聚力的影响最大，其次是采高，再次是内摩擦角。在断层构造区域，由于采高过大、煤体物理力学性能下降以及顶板载荷增加，片帮事故的发生频率和危害程度显著加剧。 为了应对这一问题，文章以王庄8101工作面过F286断层的实际工程案例为背景，提出了采用重型设备进行“低割煤高度、高初撑力、高护帮高度”的作业方式，并结合煤壁注浆技术的综合过断层措施。这一方案有效地改善了煤壁的控制效果，提高了开机率，为实际生产提供了科学的指导。 该研究对于理解和解决大采高工作面在遇到断层构造时的煤壁稳定性问题具有重要意义，为矿井安全生产提供了理论依据和技术支持。同时，提出的综合控制措施不仅考虑了地质条件，还兼顾了设备性能和施工工艺，体现了理论与实践相结合的特点，对于类似工程问题的解决具有广泛的借鉴价值。