大采高煤壁片帮防治柔性加固机理与应用
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第
40
卷
第
6
期
煤 炭 学 报
Vol． 40 No． 6
2015
年
6
月
JOUＲNAL OF CHINA COAL SOCIETY
June 2015
杨
胜利
，
孔德中
．
大采高煤壁片帮防治柔性加固机理与应用
［J］．
煤炭学报
，2015，40（ 6）
： 1361 － 1367． doi： 10． 13225 /j． cnki． jccs．
2015． 0271
Yang Shengli，Kong Dezhong． Flexible reinforcement mechanism and its application in the control of spalling at large mining height coal
face［J］． Journal of China Coal Society，2015，40（ 6） ： 1361 － 1367． doi： 10． 13225 /j． cnki． jccs． 2015． 0271
大采高煤壁片帮防治柔性加固机理与应用
杨
胜利
1，2
，
孔
德中
1，2
（ 1．
中
国矿业大学
（
北京
）
资源与安全工程学院
，
北京
100083； 2．
放顶煤开采煤炭行业工程研究中心
，
北京
100083）
摘 要
：
针对大采高工作面煤壁片帮严重影响生产的实际
，
提出了煤壁片帮防治柔性加固技术
。
分
析了煤壁变形特征和柔性加固机理
，
设计了柔性材料拉拔实验和柔性材料加固煤样强度实验
，
研
究
了不同直径棕绳煤样的变形和强度特征
；
构建了
“
棕绳
－
浆液
－
煤体
”
的本构模型
，
揭示了棕绳与
煤壁协调变形机理
。
研究发现
：
煤壁具有逐渐暴露
、
无支护
、
大变形的特征
，
柔性支护材料棕绳具有
延伸性好
、
抗拉强度和抗剪强度较高等特点
，
棕绳能够适应煤壁的大变形特征
； “
棕绳
+
注浆
”
这种
新的煤壁柔性加固技术可以实现全长锚固
，
破坏的煤体在棕绳拉力作用下不滑落
，
煤壁稳定性得到
提高
。
煤壁柔性加固技术效果显著
，
成本大幅降低
，
为煤壁片帮防治提供了新思路
。
关键词
：
煤壁片帮
；
柔性加固技术
；
大采高煤壁
；
煤壁注浆
中图分类号
： TD823. 49
文献标志码
： A
文章编号
： 0253 － 9993（ 2015）
06 － 1361 － 07
收
稿日期
： 2015
－
03
－
02
责
任编辑
：
常 琛
基金项目
：
国家重点基础研究发展计划
（ 973）
资助项目
（ 2013CB227903）
；
国家自然科学基金青年基金
资助项目
（ 51104162）
作者简介
：
杨胜利
（ 1983—）
，
男
，
内
蒙古宁城人
，
讲师
，
硕士
。E － mail： yslcumtb@ 163． com。
通讯作者
：
孔德中
（ 1988—）
，
男
，
河
南永城人
，
博士
研究生
。E － mail： 1361316170@ qq． com
Flexible reinforcement mechanism and its application in the control of
spalling at large mining height coal face
YANG Sheng -li
1，2
，KONG De-zhong
1，2
（ 1． School of Ｒesources and Safety Engineering，China University of Mining and Technology （ Beijing）
，Beijing 100083，China； 2． Ｒesearch Center of Top －
Coal Caving Mining in Coal Mining Industry，Beijing 100083，China）
Abstract： In terms of the actual impact of rib spalling on production in large mining height coal face，a flexible rein-
forcement technique of rib spalling is put forwarded in this study． Based on the deformation characteristics of coal face
and flexible reinforcement mechanism，the mechanic properties of manila is analyzed by using the drawing experiment．
The strength experiment of grouting of broken coal samples is also conducted to study the strength characteristics． The
mechanism of coordinated deformation between manila and coal face is revealed by building the constitutive model of
“Manila-serous-coal”． The study shows that： the coal face have the characteristics of gradual exposure，without sup-
porting，large deformation． Manila has the characteristics of good extensibility，higher tensile strength and shear
strength，and the manila can adapt to the large deformation features of coal face．“Manila + grouting”reinforcement
technology can achieve full length anchorage，and the destructive coal face cannot fall under the tension of coir rope，
which improves the stability of coal face． The effect of flexible reinforcement technique of coal face is remarkable，be-
sides the cost is greatly reduced，providing a new way to control the stability of coal face．
Key words： rib spalling； flexible reinforcement technology； a large-cutting-height coal face； coal face grouting
近
年来
，
随着综采设备制造和工作面管理水平的
逐步提高
，
工作面的一次采出厚度逐渐增大
，
随之引
起的煤壁片帮
、
端面冒顶事故也愈加严重
。
煤壁片帮
容易引起端面冒顶
［1 － 2］
，
相反端面冒顶
也会进一步加
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