大采高工作面煤壁片帮模拟实验平台研制与教学实践

王兆会，唐岳松

（中国矿业大学（北京） 能源与矿业学院，北京 100083）

采矿工程专业知识具有较强的实践性，煤层赋存条件不同造成工作面开采环境差异巨大。单纯依靠理论教学很难为学生直观呈现工作面复杂的开采环境，因此，实践教学在采矿工程专业教学环节具有重要作用[1-4]。

煤壁片帮是煤炭地下开采活动中经常遇到的一类围岩失稳现象。特别是在大采高工作面，一次割煤高度增加，揭露煤壁高度增大，煤壁自稳能力降低，煤壁片帮现象发生频率逐年走高，成为制约大采高开采工作面生产潜能释放的主要因素[5-7]。为了提高大采高工作面煤壁稳定性控制效果，众多学者采用理论分析、数值计算、工程实测和模拟实验等手段对煤壁破坏机理进行了研究，得到了煤壁片帮条件，并提出了许多控制措施[8-10]。由于煤炭地下开采条件的复杂性，理论分析和数值计算结果通常作为辅助手段，难以直接指导工程实践，而工程实测需要耗费大量人力、物力，很少作为科学研究的常规手段。模拟实验则可真实再现采动影响下工作面煤壁渐进破坏过程，为煤壁稳定性研究提供了行之有效的手段[11]。

“矿山压力与岩层控制”作为采矿工程专业的一门主修专业课程，培养学生掌握大采高工作面煤壁片帮原因和控制方法是一项重点教学内容[12]。本文研发了一种煤壁片帮模拟实验平台，丰富了煤壁稳定性研究方法，同时应用于矿山压力与岩层控制课程教学环节，为学生直观演示煤壁渐进破坏过程，极大提高了实践教学效果。……