煤体强度对煤壁稳定性的影响研究

摘要

在特殊地质条件下,对大采高工作面维护煤壁稳定使用改变采高、提高支架阻力等手段效果不明显,因此,从提高煤体强度的角度对煤壁稳定性展开研究.基于莫尔-库伦准则对大采高工作面煤壁稳定性进行理论分析,揭示了煤体强度与煤壁受力的关系;利用数值模拟软件对煤体强度有差异的煤壁稳定性进行规律总结,最后利用相似模拟实验模拟验证数值模拟结果.结果表明:煤壁的拉裂和剪切破坏都与煤体自身物理力学性质有关,煤壁发生破坏时的极限垂直应力与内摩擦力及内聚力均成正比关系,其中内聚力对煤壁稳定性的影响效果最为明显,内摩擦角对其影响相对较小,煤体强度的增大对煤壁稳定性有显著的影响;在相似模拟实验中,内聚力增大1.0MPa时,煤壁发生破坏的临界压力增加1.64MPa,破坏高度减小1.7m,破坏深度减少0.7m.