目的

　　煤壁片帮始终是影响大采高综采工作面实现高产高效的主要原因之一。随着采高加大、工作面长度加长，煤壁前方破坏面积、支承压力峰值与范围均明显加大，更易发生煤壁片帮冒顶。本论文重点研究煤壁片帮冒顶机理及控制技术，为有效解决大采高煤壁片帮冒顶问题提供依据。

方法

　　采用数值模拟及现场实测研究得出随着采高加大、工作面长度加长，煤壁片帮冒顶更加强烈，通过“压杆”理论分析得到煤壁上部0.35倍采高处位移最大。通过数据模拟及理论研究得出综采煤壁片帮的三个可控性因素，通过现场实践研究得到三个片帮控制途径。

结果

　　（1）大采高工作面煤壁前方破坏区面积、支承压力及顶板运移情况的三维数值模拟结果得出，随着采高加大、工作面长度加长，煤壁前方破坏面积、支承压力峰值与范围均明显加大，顶板断裂线前移，顶板活动范围及支架外载明显加大，煤壁易于发生片帮冒顶，部分工作面片帮深度超过1 m，且分布范围较大。（2）采用FLAC3D软件研究大采高工作面煤壁应力场分布，将煤壁简化为“上端简支、下端固支”的压力杆受力模型，研究得到煤壁片帮机理：在采动应力作用下，煤壁先发生较小的挠曲变形，达到极值时，将在煤壁上部0.35倍采高处产生破裂, 之后煤壁全部片落，由此得到支架护帮板高度应不小于采高的0.35倍。（3）研究立柱压强为0.5 MPa及0.9 MPa，水平应力为0及300 kN，端面距为0.25 m及0.5 m时顶板应力分布得出，增加立柱压强可减小端面与顶部拉应力区范围，增加支架水平作用力可减小拉应力区范围，缩小端面距可减小端部和顶部拉应力区的范围。由此得出煤壁片帮的三个主要控制因素：支护强度、支架水平作用力及端面距。（4）研究得出了大采高综采煤壁片帮的3个主要控制途径：①缩小端面距，提高支架工作阻力;②设计合理的支架结构，护帮板长度不小于采高的0.35倍;③采煤机过后即时移架，使无立柱空间及时全封闭。（5）以神华万利一矿为例，说明煤壁片帮冒顶的有效控制途径。支架端面距控制在500 mm以内，支架工作阻力设计为8 000 kN，支架二级护帮机构：一级护帮高度为1.2 m，总护帮高度1.8 m，护帮力248 kN，护顶力102 kN。回采工艺：电液控制系统实现带压擦顶移架、及时移架，移架时间控制在8 s以内，片帮冒顶控制效果良好。

结论

　　（1）大采高综采煤壁易发生片帮冒顶，其机理为在采动应力作用下，煤壁先发生较小的挠曲变形，达到极值时, 将在煤壁上部0.35倍采高处产生破裂, 之后煤壁全部片落；（2）控制片帮冒顶可采取特种支架与合理的回采工艺，特种支架为提高支架工作阻力、缩小端面距、二级护帮机构，回采工艺为电液控制系统实现擦顶移架、及时移架。