为了分析含硬夹矸对大采高仰采综放面煤壁稳定性的影响,采用理论分析与现场监测相结合的方法,建立了煤壁片帮的力学模型。通过控制变量法,依次变化顶板压力、夹矸层赋存高度以及仰采角度,控制其余变量不变,依据煤壁破坏的安全余量判别准则,观察变量变化对煤壁破坏的影响。结果表明:硬夹矸给上部煤层提供了向上的支撑力以及横向的摩擦力,上部煤壁失稳时,煤层沿着硬夹矸层面产生滑移破坏;安全余量与顶板压力和夹矸层赋存高度呈负的线性变化,安全余量与仰采角度呈三角函数余弦曲线变化,仰采角度越大,煤壁安全余量越小。

煤壁片帮是大采高采场普遍性开采技术难题,而大倾角条件下大采高采场煤壁片帮特征及其发生机理更为复杂,为弄清该类采场煤壁片帮机制,采用现场实测、数值计算及理论分析法,对大倾角煤层大采高采场煤壁片帮特征、影响因素、片帮机制进行研究。结果表明:大倾角大采高采场煤壁片帮具有交替演变,不同区域形式不同,片滑、回转外片等特征;采高、伪斜角、煤体力学特性与煤壁稳定性密切相关,采高、伪斜角一定范围内越大,煤体强度越低,煤壁片帮几率及程度随之增加,而25221工作面煤壁强度低、含夹矸、高度大,自稳性差,采高及伪斜角

采用实验室内试块压力实验、理论分析及现场实测相结合的研究方法,以河东煤矿大采高工作面生产实际为背景,对大采高夹矸煤层工作面片帮作用机理进行分析。研究表明:夹矸及薄煤块不耦合叠加试件单轴抗压强度较不含夹矸的纯煤样强度有所增大,而变形量较纯煤样变形有所减小;煤壁片帮模型理论分析表明,煤层整体高度对煤壁稳定性影响较大,在相同外力条件下,高度越大,煤壁越容易失稳,夹矸层有效减小煤层整体厚度,工作面分层片帮严重程度明显较小;河东煤矿夹矸煤层片帮现象主要发生在10#煤层靠上部位置,片帮面积不大,影响程度较小