| 对于软煤层而言，在煤体自重及顶板压力作用下，在煤壁内也会产生横向的拉应力，但是软煤层的横向及蠕动变形会释放或缓解由于压缩而产生的横向拉应力，最终由于煤壁内的剪应力大于抗剪强度而发生剪切滑动破坏。实际的剪切滑动面大部分为曲面，由于煤壁高度和片帮高度不大，可简化为如图1所示：
图1煤壁剪切破坏示意图
按照莫尔-库仑强度理论，破坏准则可表述为沿着剪切面的抗剪力D减去该面上的滑动力S，若该值小于0，则煤壁发生剪切破坏，安全余量G为：
 （1）
式中，C为煤体黏聚力;φ为煤体内摩擦角;N为剪切面上的法向力;S为剪切面上的剪力；h为剪切面破坏高度;q为顶板载荷集度;α为剪切面与煤壁的夹角.N，S是由顶板压力和破坏体自重两部分组成的.顶板压力p=qhtanα.滑动体自重W=h2γtanα/2，
其中γ为煤体容重.由莫尔-库仑理论得到α=45°-φ/2，N=(p+W)sinα，S=(p+W)cosα.代入式(1)，得煤壁剪切破坏准则G=Chsecα+(qh+h2γ/2)(sinαtanφ-cosα)tanα≤0.
上述煤壁片帮机理分析表明，无论是煤壁的拉裂破坏还是剪切破坏，主要与煤体的顶板压力、抗剪强度、煤体性质有关，减小煤壁压力、改变煤体性质、提高煤体抗剪强度是防止煤壁片帮的主要途径。
4工作面联合支护技术
控制软煤综采（放）面端面片帮事故的关键在于:如何确定影响因素中的关键因素，并实施相应的治理措施，基于片帮机理分析及控制原则，结合该类问题实践经验，提出以下煤壁片帮及抽顶控制途径。
（1）空顶是造成冒顶的主要原因，为了有效地控制顶板，工作面支架全面铺设金属网，采煤机过后，及时移超前架，减轻了煤壁的承受的压力。
(2)对容易片帮的地方，坚持原有的方法煤壁上打木锚杆，防止片帮。每循环打一次.一般锚杆间排距为1.0m，外加300mm×200mm×50mm的木托板。
(3)当片帮、空顶现象仍得不到控制的情况下，采用Ф30mm×3000mm的铁刹杆沿支架前梁前方与煤壁成70打入煤壁，末端用支架前梁托起，在刹杆之间用半圆木接实，起到瞒顶的作用；支架前放片帮面积较大时用工字钢结合铁刹杆和半圆木、单体联合对煤壁和顶板进行超前支护。
（4）对煤体松软区域进行主动支护，预先对煤体进行加固，减小煤体中的裂隙，同时利用锚杆的预紧力将松散的煤体结合在一起，起到整体加固的方法，通过特殊加工的Ф20mm×2500mm和Ф20mm×3000mm树脂螺纹钢锚杆自支架前梁上方或相邻支架之间对煤壁成450角打入煤壁，利用锚固剂搅拌凝固，起到对煤体的加固作用。如图2所示：
图2锚杆加固支护
（5）采用瑞米加固I号高分子材料对煤壁进行加固，即可把松散的煤体固结成整体避免片帮，并可加强煤壁的整体支撑力，减少顶板空顶面积，有效地控制顶煤冒落，为工作面的正常回采创造安全的生产条件。如图6所示：
5应用效果
综放面端面冒高和片深、片帮范围密切相关，为检验徐庄煤矿综放面煤壁新控制方案的效果，对工作面进行了观测（在工作面布置了5个观测点），记录端面顶板冒高及煤壁片深、片帮范围的变化情况。
自实施新片帮控制方案以来，煤体裂隙有了明显的好转，同时在没有使用树脂螺纹钢锚杆之前经常发生冒顶的区域的顶板呈现出近视完整的状态，保障了在正常回采时的安全生产，同时也大大降低了劳动强度，既保证了煤炭资源的有效回收，同时降低工作面在正常回采中的安全隐患。
6结论
松软煤层煤壁片帮是制约该类煤层高效生产的主要因素.防止极软煤层煤壁片帮的主要思路是减缓煤壁压力和提高煤壁的黏聚力与抗剪强度。控制软煤综放面煤壁的稳定，一方面应重视“煤壁—支架”间的相互作用关系，将顶板、煤壁和支架视为一个完整的体系，实现整个工作面围岩的有效控制；另一方面采用联合支护方式，加强煤体黏聚力，防止煤壁易片帮区域中的“滑动面”失稳。 2/2 首页 上一页 1 2 |
