为解决辛置矿2-216工作面易片帮的问题,采用数值模拟软件,对液压支架部分参数与煤壁稳定性的关系进行了分析,进而确定出煤壁稳定性控制技术为合理设置支架初撑力及工作阻力+增大支架护帮板水平推力+提升工作面的回采速度。应用结果表明采用上述控制技术后,煤壁出现片帮的概率大大降低,最大片帮深度也大为缩小,保障了煤壁的稳定。

为进一步提升大采高工艺的开采效率,重点解决大采高工艺的煤壁片帮问题,以某矿工作面为例,在对其工作面顶底板条件分析的基础上,通过液压支架工作状态监测分析了某矿煤壁片帮的主要特征和主要原因,并针对性提出了解决煤壁片帮的具体措施。实践表明,煤壁片帮措施应用后,液压支架的平均工作阻力最大减幅为11.6%;工作面顶板初次垮落步距减少了17 m,周期来压步距减少了5 m,基本顶的初次来压步距减少了13 m;有效解决了大采高工艺的煤壁片帮问题。

针对木瓜煤矿10-201大采高工作面回采过程中煤壁片帮严重的问题,根据煤层实际赋存条件建立了FLAC^(3D)计算模型,模拟分析不同液压支架初撑力及护帮结构工况下,工作面煤壁的水平位移、垂直应力及塑性区的分布规律,并提出了液压支架的优化方案。结果表明:液压支架的初撑力由6 000 kN提升至12 000 kN时,煤壁的水平位移减小了23%,煤壁上方的垂直应力减小了26.4%,优化后的护帮机构使得工作面煤壁整体处于压应力状态下,其最大水平位移减小了9.5 mm。现场应用结果表明,优化后的液压支架有效控制了工作面煤壁的片帮,取得了良好的经济效益。

液压支架护帮板的主要功能是防止煤壁片帮。在采煤机到来之前先收回支架伸缩量,确保采煤机滚筒过机。护帮板通过倾角传感器和电液控配合,收至与伸缩量垂直位置。当煤壁发生片帮时,片落的煤块会被垂直的护帮板挡住而落在前部输送机上,减少支架前落煤和清浮煤劳动力的输出,提高煤炭资源回收率。

为解决当前综采工作面液压支架初撑力、支护强度等支护参数不满足实际生产需求的问题,以灵泉矿3号煤层所属工作面为研究对象,在对其工作面地质条件分析的基础上对液压支架的工作现状进行分析,并基于数值模拟手段确定了液压支架的支护强度,以及理论计算确定了液压支架的工作阻力。