基于煤壁“拉裂-滑移”力學模型的支架護幫結構分析

龐義輝，王國法

(1. 煤炭科學研究總院 開采研究分院，北京 100013; 2. 煤炭開采水資源保護與利用國家重點實驗室，北京 100011; 3.天地科技股份有限公司 開采設計事業部，北京 100013)

基于煤壁“拉裂-滑移”力學模型的支架護幫結構分析

龐義輝1,2，王國法1,3

(1. 煤炭科學研究總院 開采研究分院，北京 100013; 2. 煤炭開采水資源保護與利用國家重點實驗室，北京 100011; 3.天地科技股份有限公司 開采設計事業部，北京 100013)

針對堅硬厚煤層大采高綜采工作面極易發生煤壁片幫的問題，以紅柳林煤礦7.0 m大采高綜采實踐為基礎，分析了煤壁片幫的應力路徑效應，將硬煤煤壁片幫細分為拉裂破壞與滑移失穩兩個階段，建立了堅硬厚煤層煤壁片幫的拉裂-滑移力學模型，得出了煤壁的拉裂破壞深度、寬度與煤體強度、開采高度的關系及液壓支架應具有的“臨界護幫力”，分析對比了2種液壓支架護幫裝置的結構特點與力學特性。研究結果表明，煤體發生拉裂破壞只是煤壁片幫的必要非充分條件，煤壁最終是否發生片幫，還取決于拉裂破壞體在液壓支架與礦山壓力作用下是否發生滑移失穩。液壓支架很難抑制煤壁發生拉裂破壞，但可以有效防止拉裂破壞體發生滑移失穩。液壓支架護幫裝置采用伸縮梁與護幫板分開結構設計，具有對煤壁的支護作用力大、結構強度與可靠性高等顯著優點。

堅硬厚煤層;大采高綜采;煤壁片幫;拉裂-滑移力學模型;液壓支架護幫機構

大采高綜合機械化開采……