11101工作面煤壁片帮机理分析及控制技术研究

赵秋瑜

（山西潞安集团蒲县新良友煤业有限公司，山西 蒲县 041206）

1 工程概况

山西潞安集团蒲县新良友煤业有限公司11101综采工作面位于一采区，工作面开采11#煤层，煤层平均煤厚3.0 m，含2～3层夹矸，煤层倾角0°～17°，平均倾角9°。煤层赋存较稳定，煤层节理裂隙较发育。煤层顶板岩性为泥岩、砂质泥岩及砂岩互层，胶结相对较差，局部含炭质及煤线；底板岩性为铝质泥岩、砂质泥岩、泥岩及细粒砂岩互层。

11101工作面采用综合机械化采煤方法，采高为3.0 m，截深0.6 m，循环进尺1.2 m，全部垮落法管理顶板。由于煤层节理裂隙较为发育，且煤层顶板岩层为软弱岩层复合顶板，在工作面回采过程中易出现煤壁片帮现象，为有效保障煤壁稳定，需进行煤壁片帮及控制技术研究。

2 煤壁片帮机理分析

2.1 煤壁分区域受载特征

根据众多理论研究和现场工程实践可知[1-3]，工作面煤壁的稳定性主要与超前支承压力的分布特征有关，包括峰值距煤壁距离、峰值大小等因素。工作面超前支承压力的影响程度及范围主要与工作面沿走向方向形成的“煤壁-支架-充填矸石”支撑系统的稳定性有关，进而出现工作面不同区域煤壁的超前支承压力分布特征有所不同。根据支撑系统的作用大小可沿工作面走向将其划分为5个区域，分别为：A、B、C均为煤体支承压力区中的弹性区、塑性区和塑性破坏区；D、E分别为支架支撑区、矸石充填支撑区。

工作面上部和下部区域煤壁支承压力分布形态如图1。工作面上部区域煤体的支承压力呈现出单一峰值弹塑性分布特征，此时B煤体支承压力塑性区增大，A煤体支承压力弹性区逐渐减小。……