8113综放面煤壁片帮控制技术应用

刘永锋

（晋能控股煤业集团马脊梁矿，山西 大同 03700）

综放开采因其一次采出的煤层厚度大，因而可以实现较高的生产效率[1-2]。然而，现场生产中，随着机采高度的增加，工作面经常出现煤壁片帮等问题，严重制约着综放工作的安全高效生产[3-4]。本文以马脊梁矿8113 工作面为研究背景，首先对综放开采工作面煤壁片帮机理进行分析，进而提出了综放工作面煤壁片帮的防治技术措施。

1 地质概况

马脊梁矿8113 工作面位于一水平一盘区，开采3#煤层，煤层厚度6.23～8.39 m、平均6.86 m；煤层倾角1°～4°，平均2°，普氏硬度系数2～3。煤层结构较复杂、含1～4 层夹矸，平均2 层，以泥岩为主。工作面倾向长240 m，走向长2 188 m，底板标高+866～+902 m，对应地表标高为+1 318～+1 430 m。8113 工作面采用综放开采工艺，机采高度为3.3 m，放煤高度为3.56 m。工作面采用ZF13000/25/38 综放支架，支架中心距为1.75 m，设计初撑力为10 000 kN。

3#煤层直接顶为炭质泥岩，老顶为高岭泥岩，直接底为砂质泥岩，老底为粗砂岩，见表1。工作面回采过程中煤壁片帮严重，片帮最大深度可达0.8 m，严重影响工作面生产安全。

表1 3#煤层顶底板情况

2 综放工作面片帮机理分析

一般而言，工作面煤壁破坏主要包含两种形式：一种是由于顶板岩层向下运动而在煤壁上形成的剪切力超过煤体抗剪强度造成的剪切破坏；另一种是煤体受超前支承压力作用下形成的拉应力超过煤体抗拉强度而造成的拉伸破坏，而煤壁片帮形式和煤体的力学性质有着极大关系[1]。

当煤体弹性模量较大时，煤体在上覆岩层压力及自身重力P作用下，破坏前所产生的变形量很小，应力分量σx将使得煤体产生垂直于煤壁方向的移动趋势；……