陽煤一礦8303大采高工作面煤壁失穩(wěn)特征及機(jī)理研究.pdf

1、大采高開采技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工作面高產(chǎn)高效，但是煤壁穩(wěn)定性問題制約了其安全高效生產(chǎn)。本論文采用理論分析、現(xiàn)場研究以及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，主要研究了大采高工作面煤壁在多因素作用下失穩(wěn)特征及機(jī)理。重點(diǎn)研究了割煤高度、工作面長度、工作面推進(jìn)速度、支架支護(hù)強(qiáng)度、支架護(hù)幫板支護(hù)強(qiáng)度、頂板強(qiáng)度、煤層強(qiáng)度、煤層埋深及煤層仰角對工作面煤壁穩(wěn)定性的影響。采用數(shù)值模擬從剩余能量角度分析了工作面煤壁穩(wěn)定性的主要影響因素。采用正交試驗(yàn)和回歸分析得到了大采高工作面穩(wěn)定

2、性評價公式及評價指標(biāo)，驗(yàn)證了8303工作面失穩(wěn)可能性。結(jié)合現(xiàn)場研究和數(shù)值模擬，研究了8303工作面煤壁失穩(wěn)特征及機(jī)理?；诖蟛筛吖ぷ髅婷罕谑Х€(wěn)特征及機(jī)理，提出了大采高工作面穩(wěn)定性控制技術(shù)措施。主要結(jié)論如下:
　　(1)割煤高度、工作面長度、工作面推進(jìn)速度、支架支護(hù)強(qiáng)度、支架護(hù)幫板支護(hù)強(qiáng)度、頂板強(qiáng)度、煤層強(qiáng)度、煤層埋深、煤層仰角及斷層對工作面煤壁穩(wěn)定性有影響，主要影響因素為割煤高度、工作面推進(jìn)速度、煤層強(qiáng)度和煤層埋深，其顯著性順序?yàn)?/p>

3、煤層強(qiáng)度＞煤層埋深＞割煤高度＞推進(jìn)速度。
　　(2)割煤高度、工作面推進(jìn)速度、煤層硬度和煤層埋深與煤壁穩(wěn)定性呈冪函數(shù)關(guān)系，多因素綜合影響下工作面煤壁穩(wěn)定性評價公式為Y=-9E7+4.01E7f-1.526+0.233H2.8011+4.62E5M2.4641+9.66E3V1.4972≤107J，驗(yàn)證了8303工作面失穩(wěn)的可能性。
　　(3)8303工作面煤壁的失穩(wěn)形式以中部煤層拉裂式片幫引發(fā)上部煤層剪切式片幫的復(fù)合式片幫為

4、主。
　　(4)中部煤層拉裂式片幫的破壞條件為Rt≤2KP/（πRarcsinb/R）;上部煤層剪切片幫的失穩(wěn)條件為Chsecα+[QL+γ（2h-H+b/2L-H-b/2tanα)](sinαtanψ-cosα)≤0。
　　(5)復(fù)合式片幫主要與煤體的粘聚力、內(nèi)摩擦角、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、煤體性質(zhì)以及頂板壓力有關(guān)。采用提高煤層強(qiáng)度、減小煤層割煤高度、加快煤層推進(jìn)速度、加強(qiáng)支護(hù)管理保證支架支護(hù)強(qiáng)度、加強(qiáng)頂板管理、設(shè)計(jì)時避免煤