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10 m超大采高工作面煤壁片帮“支-卸”协同防控原理
1
作者
刘江斌
黄志增
+5 位作者
刘前进
张震
韩存地
蔺星宇
马镕山
赵振
《煤炭学报》
北大核心
2025年第4期1965-1978,共14页
煤壁片帮是制约10 m超大采高工作面安全生产的主要因素之一,针对10 m超大采高工作面片帮机制不清、围岩控制难度大的问题,实测统计分析超大采高工作面煤壁片帮特征,研究水平应力卸荷对脆性煤体超高煤壁破坏失稳的影响规律和作用机制,提...
煤壁片帮是制约10 m超大采高工作面安全生产的主要因素之一,针对10 m超大采高工作面片帮机制不清、围岩控制难度大的问题,实测统计分析超大采高工作面煤壁片帮特征,研究水平应力卸荷对脆性煤体超高煤壁破坏失稳的影响规律和作用机制,提出了超大采高工作面围岩“支-卸”协同防控原理。结果表明:10 m超大采高工作面煤壁片帮形态以“半月”状和“斜台”状为主,工作面周期来压强矿压显现加剧了煤壁的片帮;煤壁片帮是采动应力作用的结果,煤壁前方煤体塑性损伤破坏主要发生在超前支承压力的峰后卸荷阶段,在该阶段,煤体水平应力和侧压系数呈梯度衰减变化,由于煤壁中部受顶底板夹持作用弱,水平应力衰减程度最大,且随着采高的增大,煤壁前方水平应力卸荷程度显著增强;水平应力卸荷导致的围压降低是脆性裂隙煤岩体超高煤壁破坏失稳的主控因素,煤壁破坏优先朝向水平应力卸荷程度最大和侧压系数最小的方向发展,据此得出了煤壁微裂隙群贯通轨迹,解释了煤壁“半月”状和“斜台”状片帮的机制。可通过减小作用在煤壁上的顶板载荷和增大煤壁水平支护力2方面来减轻超大采高工作面煤壁损伤破坏,形成了“高强度支护-大流量压裂卸压”协同控制技术,10 m超大采高工作面强矿压显现和煤壁片帮问题得到有效管控。
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关键词
10
m超大采高
煤壁片帮
水平应力
卸
荷
脆性煤体
“支-卸”协同控制
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职称材料
题名
10 m超大采高工作面煤壁片帮“支-卸”协同防控原理
1
作者
刘江斌
黄志增
刘前进
张震
韩存地
蔺星宇
马镕山
赵振
机构
煤炭科学研究总院开采研究分院
陕西陕煤曹家滩矿业有限公司
中煤科工开采研究院有限公司
天地科技股份有限公司开采设计事业部
煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第4期1965-1978,共14页
基金
国家重点研发计划资助项目(2023YFC2907501)
中煤科工开采研究院有限公司科技创新基金资助项目(KCYJY-2023-QN-05)
天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2023-2-TD-ZD003)。
文摘
煤壁片帮是制约10 m超大采高工作面安全生产的主要因素之一,针对10 m超大采高工作面片帮机制不清、围岩控制难度大的问题,实测统计分析超大采高工作面煤壁片帮特征,研究水平应力卸荷对脆性煤体超高煤壁破坏失稳的影响规律和作用机制,提出了超大采高工作面围岩“支-卸”协同防控原理。结果表明:10 m超大采高工作面煤壁片帮形态以“半月”状和“斜台”状为主,工作面周期来压强矿压显现加剧了煤壁的片帮;煤壁片帮是采动应力作用的结果,煤壁前方煤体塑性损伤破坏主要发生在超前支承压力的峰后卸荷阶段,在该阶段,煤体水平应力和侧压系数呈梯度衰减变化,由于煤壁中部受顶底板夹持作用弱,水平应力衰减程度最大,且随着采高的增大,煤壁前方水平应力卸荷程度显著增强;水平应力卸荷导致的围压降低是脆性裂隙煤岩体超高煤壁破坏失稳的主控因素,煤壁破坏优先朝向水平应力卸荷程度最大和侧压系数最小的方向发展,据此得出了煤壁微裂隙群贯通轨迹,解释了煤壁“半月”状和“斜台”状片帮的机制。可通过减小作用在煤壁上的顶板载荷和增大煤壁水平支护力2方面来减轻超大采高工作面煤壁损伤破坏,形成了“高强度支护-大流量压裂卸压”协同控制技术,10 m超大采高工作面强矿压显现和煤壁片帮问题得到有效管控。
关键词
10
m超大采高
煤壁片帮
水平应力
卸
荷
脆性煤体
“支-卸”协同控制
Keywords
10 m ultra
-
large mining height
coal wall spalling
horizontal stress unloading
brittle coal body
“support
-
destressing”collaborative control
分类号
TD323 [矿业工程—矿井建设]
TD355 [矿业工程—矿井建设]
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1
10 m超大采高工作面煤壁片帮“支-卸”协同防控原理
刘江斌
黄志增
刘前进
张震
韩存地
蔺星宇
马镕山
赵振
《煤炭学报》
北大核心
2025
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