2018年第6期（总第153期）
经源与节社 ENERGY AND ENERGY CONSERVATION
鹿台山矿工作面煤壁稳定性研究
张彦峰
（山煤集团鹿台山煤业有限公司，山西晋城048200)
2018年6月
摘要：工作面煤壁稳定性的研究，对于保障生产的安全进行有十分重要的意义。根据魔台山矿实际情况，利用理论计算对煤壁的稳定性进行研究，针对矿并实际情况，可知增加支架阻力、加快推进速度及注浆加固煤壁可以有效降低煤
壁所受压力，增强煤壁稳定性，为控制煤壁片等提供理论依据。关键调：塑性区；煤壁稳定性；片等
中图分类号：TD355
文献标识码：A
文章编号：2095-0802(2018)06-0046-02
Study on Coal Wall Stability at Mining Working Face of Lutaishan Mine
ZHANG Yanfeng
(Lutaishan Coal Industry Co., Ltd., Shanxi Coal Import and Export Group, Jincheng 04820o, Shanxi, China)
Abstract: Study on coal wall stability at mining working face is of important significance to ensure the safe production, Accor-ding to the actual situation of Lutaishan Mine, this paper studied coal wall stability by theoretical calculation. In view of the mine's actual situation, it was known that the inerease in the support resistance, the rise in the developing speed and the grouting reinf-orcement of coal wall can effeetively reduce the pressure on the coal wall and enhance the coal wall stability, providing theoretical basis for the control of rib fall of coal walls.
Key words: plasticity zone; coal wall stability; rib fall
0引言
工作面煤壁片帮问题是影响工作面正常生产的重要因素，在中国，很多学者对煤壁片帮的机理与控制做了大量研究，并得到了许多成果。常聚才等针对超前支承压力与煤壁破坏规律之间的关系，建立力学模型，利用理论计算，推导得到煤壁水平位移和破坏范围的表达式，并在实践中得到验证；王兆会等利用理论计算、数值模拟及现场试验相结合的方法，对工作面过断层时煤壁片帮的机理及其影响因素进行分析，并给出了相应的控制方法；王家臣针对极软煤层煤壁片帮的问题，分析了影响煤壁片帮的各种因素，并提出合理的防治措施；韩红强等通过理论分析，提出了三软不稳的煤层煤壁片帮的机理，并根据工作面实际情况给出了综合防治措施，在生产实践中取得了良好的效果；王大威等利用压杆理论，针对神东矿区上湾矿8.5m大采高煤壁片帮间题进行分析研究，计算得出煤壁片帮的位置和深度，并对各影响因系进行分析，提出大采高工作面煤壁片帮的治理措施。本文以鹿台山矿2205工作面实际地质条件为工程背景，利用理论计算，对工作面煤壁的稳定性进行分析研究，并确定
护帮板的主要参数。 1工程概况
鹿台山矿位于山西省沁水县附近，其2205工作面主采2*煤层，煤层厚度为1.7m~3.6m，平均2.8m，收稿日期：2018-04-18
作者简介：张彦峰，1989年生，男，山西阳成人，2017年毕业于重
庆大学采矿工程专业，助理工程师。· 46 ·
煤层倾角为3°~12°，平均5°，属于近水平煤层。工作面走向长度为1200m，倾向长度为180m，埋深约 380m。工作面直接顶为厚3.5m的砂质泥岩，老顶岩性为厚4.2m的细砂岩，直接底为厚2.8m的炭质泥岩。根据矿井地质资料可知，2"煤层的单轴抗压强度为 18.6MPa，普氏系数1.33，泊松比为0.27，内摩擦角为 26°。通过对工作面煤壁稳定性的研究，确定煤壁破坏范围，制定相应的防治措施。
煤壁稳定性分析 2
塑性区宽度的确定 2.1
对于塑性区宽度的计算，考虑主应力对塑性区范围的影响，其表达式如式(1)所示：
x
MInKyH+C.cotpn 2Ef/(p+C,cota)
(1)
式(1)中，x为塑性区宽度，m；M为采高，取值2.8m； K为支承压力集中系数，取值3；H为煤层埋深，取值 380m；C.为煤层的内聚力，取值1.2MPa；.为煤层内摩擦角，取值26°；%为岩层平均容重，取值0.025 MN/m；f为煤层与顶底板的摩擦系数，取值0.2；P为工作面煤壁的支护强度，MPa；为三轴应力系数，有
1+sin@m=2.56。 1sinps
由式(1)可知，当煤壁的支护强度为0MPa时，塑性区宽度为4.4m。
2.2煤壁片帮高度的确定
根据压杆理论及相关研究结果，煤壁挠度最大处应在距离顶板0.35m处，即在采高为2.8m时，工作面煤壁最容易发生片帮的位置在距离1.82m处。在开采