超静定液压支架的稳定性分析

本文对超静定液压支架的稳定性进行系统研究,对支架模型进行了合理简化,得到了支架重心位置;重点对工作面推进方向上支架的稳定性进行了分析,得到了不同状态下支架倾倒的临界角度;文章最后还对影响支架工作稳定性的因素进行了系统阐述,从而为超静定液压支架的稳定性控制提供了一定依据。     

大倾角综放工作面液压支架应用分析

大倾角走向长壁综放工作面开采时,可能会出现设备稳定性差、顶煤沉降率大、支护效果差等问题;通过建立支架倾覆和支架滑移的支架力学模型,分析探讨大倾角对支架稳定性的影响;提出控制支护稳定性的技术措施;对比分析综采工作面的顶煤沉降率;未出现大规模的滑移、倾覆和支架挤断等问题,应用效果良好.     

基于煤壁稳定性控制的大采高工作面支架工作阻力确定

针对大采高工作面煤壁片帮严重影响生产的实际,提出了基于煤壁稳定性控制的支架工作阻力确定方法。以8101工作面为背景,构建了"煤壁-支架-顶板"的力学模型,分析煤壁压力与支架工作阻力的关系;设计了煤壁稳定性控制实验台并进行了三维相似模拟试验,分析了不同支护强度下煤壁破坏情况;数值模拟了不同支护强度下煤壁变形破坏特征。研究结果表明:顶板压力由煤壁和支架共同承担,提高支架工作阻力,煤壁所受压力就会减小,煤壁的稳定性就会增强,支架的工作阻力确定要以煤壁稳定性控制为前提;综合理论分析、相似模拟、数值模拟,得出该工作面支架工作阻力确定为15 000 k N,工程实践表明是可行的。     

超大采高液压支架稳定性分析

针对8.2 m超大采高液压支架,计算其高度、倾角、倾倒力矩间关系,分析支架横向稳定性影响因素;通过计算铰接间隙影响下的支架整体姿态变化,研究四连杆铰接间隙对支架稳定性的影响,在此基础上,分析提高液压支架稳定性的措施。     

大倾角煤层长壁采场倾斜砌体结构与支架稳定性分析

大倾角煤层覆岩变形、破坏和运移规律复杂,采场顶板倾斜砌体结构对支架稳定性影响大,大量的现场实践、实验研究和理论分析表明,倾斜砌体结构与支架的相互作用可分为正压、倾向挤压、反倾向挤压、后推和走向挤压型,其易造成支架发生挤压型失稳、下滑失稳、倾倒失稳,建立了支架-顶板接触力学模型,基于基础动力学、“R-S-F”动力学控制理论分析了大倾角煤层长壁采场覆岩特有的结构形式倾斜砌体结构与支架在不同状态下的稳定性,并给出了其动力学方程和“支架-围岩”稳定性判定条件。     

司马煤业大倾角厚煤层综采支架稳定性分析及控制措施

针对司马煤业大倾角煤层回采过程中的支架稳定性进行了分析,确定了支架稳定性影响主要包括煤层倾角、回采的高度以及液压支架的工作阻力。得出煤层倾角对支架滑动失稳影响要比工作阻力更大,煤层倾角、回采高度和支架工作阻力都对支架的倾倒影响重大。根据支架稳定性的影响因素分析情况,制定了相应的支架稳定性控制措施,提高了司马煤业大倾角煤层开采的支架稳定性,为高效煤矿开采研究提供了研究依据。     

液压支架与围岩耦合关系及应用

基于“砌体梁”理论力学模型,对支架所受顶板岩层载荷进行分类,采用理论分析方法对支架与围岩耦合作用关系进行研究,提出支架与围岩之间存在刚度耦合、强度耦合、稳定性耦合关系,并分析了酸刺沟煤矿大采高综放液压支架失稳破坏原因。认为顶板动载荷主要受破断基本顶岩块与随动岩层自身质量、回转空间共同影响,直接顶（含顶煤）-支架-底板的整体刚度可以影响基本顶的断裂位置,从而降低基本顶来压对支架的作用力与作用时间;合理的支架支护强度可以降低顶板下沉量与下沉速度,减轻顶板动载冲击对支架的影响,支架支护强度还对底板及煤壁片帮冒顶产生影响;支架自身稳定性及对围岩失稳的适应性是支架-围岩系统稳定性耦合的关键。     

“三软”大倾角厚煤层工作面组合液压支架稳定性分析

针对刘东煤矿72煤层典型"三软"大倾角厚煤层的开采条件,采用理论分析与现场实测相结合的方法,研究了"三软"大倾角厚煤层工作面组合液压支架的稳定性及其适应性。结果表明:组合液压支架的稳定性与支柱的初撑力、初撑力不均衡系数、支柱迎山角等支护质量因素和煤层倾角、顶底板岩性特征等地质因素有关;组合液压支架的稳定性随着支柱初撑力的增大而增强,随着煤层倾角的增大而降低,适当增大组合支架下侧立柱的初撑力有利于提高支架的稳定性;控制支柱合理的迎山角是大倾角煤层条件下提高支架稳定性的重要保证之一。在刘东矿煤层条件下,支柱迎山角宜为6°左右,适应的最大煤层倾角为36.48°。现场应用中通过改善支架液压系统的密封性,防止漏液,提高支柱的初撑力,保持支架及支柱的良好位态,保证了支护系统的稳定性。     

大倾角液压支架稳定性研究

对大倾角综放液压支架的稳定性进行了研究,分析了影响液压支架稳定性的因素,提高液压支架稳定性的措施,液压支架防滑防倒措施和放煤工艺控制措施,给出了使用效果良好的ZF4200/16/26大倾角综放支架实例。     

大倾角工作面液压支架稳定性机理分析

为研究大倾角工作面液压支架稳定性的影响因素,采用理论分析的方法建立大倾角工作面支架横向、纵向稳定性力学模型,通过平衡方程的求解,得出了影响支架稳定性的主要因素:支架质量、底座与煤层的摩擦因数、支架工作阻力、底座宽度、四连杆参数、顶梁平衡载荷区.并在石槽村矿11201工作面进行了支架稳定性分析,得出了支架稳定性临界条件:下滑临界角26°～42°,倾倒临界角31°～50°,顶梁平衡载荷区270 mm,并从采煤工艺和支架设计方面提出了支架稳定性控制措施.     

滑移顶梁液压支架稳定性的研究

文章对滑移支架放顶煤工作面支架的稳定性进行了现场观测,分析了影响支架稳定性的主要因素,以及控制支架失稳的措施。     

大倾角工作面液压支架的稳定性分析及防倒防滑措施

大倾角工作面液压支架的稳定性是大倾角煤层开采的重点和难点,针对这个特点,从倾倒和下滑2个方面分析了大倾角工作面液压支架稳定性,提出了从工作面布置开始并通过在支架与支架之间的防倒防滑装置来提高支架的稳定性,进而通过支架和输送机之间的防滑装置防止输送机下滑,提高整个工作面设备的稳定性。     

超大采高工作面液压支架与围岩耦合作用关系

针对金鸡滩煤矿坚硬厚煤层赋存条件,提出了8.2 m超大采高一次采全厚开采方法,分析了超大采高工作面液压支架与围岩的强度、刚度、稳定性耦合关系及控制方法,研制了ZY21000/38/82D型超大采高液压支架及新结构。基于液压支架与围岩耦合作用关系,采用理论分析与数值模拟方法研究了超大采高液压支架合理工作阻力确定的“双因素”控制法;通过建立脆性坚硬厚煤层煤壁片帮的“拉裂-滑移”力学模型,得出了控制煤壁片帮发生滑移失稳的液压支架临界护帮力;分析了销轴铰接间隙对超大采高液压支架稳定性的影响及控制方法。通过创新研制大缸径抗冲击双伸缩立柱、三级协动护帮装置等新结构,保证了超大采高液压支架与围岩系统的稳定性控制。     

四柱放顶煤过渡支架纵向稳定性的分析与研究

针对四柱放顶煤过渡支架纵向失稳的问题,引入支架对顶板支撑力作用点位置,研究其与支架纵向稳定性的关系,同时研究了摆梁装置参数对支架纵向稳定性的影响。通过举例分析,介绍了提高四柱放顶煤过渡支架纵向稳定性的设计方法。     

8.8m大采高工作面液压支架稳定性分析及控制方案研究

液压支架的稳定性是8.8m大采高工作面安全生产的基础。文章在分析了8.8m大采高工作面液压支架稳定性影响因素的基础上,重点对其纵向稳定性、横向稳定性和煤壁稳定性进行了研究,明确了各影响因素与稳定性之间的关系,然后采用动力学仿真软件Recurdyn对液压支架进行了动力学仿真分析,最后提出了8.8m大采高工作面液压支架稳定性的控制方案,有效地提高8.8m大采高液压支架的支护能力,有利于大采高工作面的安全生产。     

倾斜煤层的液压支架横向稳定性研究

在倾斜煤层工作面中,由于煤层条件的特殊性,在一定程度上降低了液压支架的横向稳定性。分析了倾斜煤层工作面的支架状态,并列举了影响支架横向稳定性的主要因素。探讨并提出了提高支架横向稳定性的有效措施和方法。     

综采工作面端面顶板失稳规律及支护对策

为保证综采工作面端面顶板的稳定,结合某矿综采工作面破碎顶板条件下开采的生产实际,采用理论分析与FLAC3D数值模拟计算相结合,综合分析工作面端面顶板失稳规律,提出了工作面端面顶板稳定性控制技术。分析认为,支架工作阻力对端面顶板控制影响较大,随着支架工作阻力的增大,端面顶板稳定性增强,发生冒顶概率较小;当支架工作阻力达到额定工作阻力的80%以上时,支架工作阻力的增加对端面顶板的控制作用影响减弱;当支架支护阻力达到一定工作阻力时,工作面顶板发生压剪破坏,破坏区域位于煤壁前方顶板;应合理控制支架前后工作阻力比值,比值为1~1.2时能够加强端面顶板与支架的稳定性。     

三自由度双并联液压支架的分析与研究

为深入研究三自由度双并联液压支架的机构原理和工况稳定性,基于并联拓扑结构理论,论证该液压支架具有x、y、z方向的让压卸载能力;其次,建立大倾角工况力学模型,论证液压支架在大倾角工况下的稳定性;最后,运用Ansys Workbench软件对该液压支架在不同工况条件下进行静力仿真实验。结果表明:三自由度双并联液压支架具有良好的大倾角稳定性和适应性,及较强的抗扭性,各部件满足工作安全性要求。     

大采高液压支架适应性与稳定性分析

为研究大采高液压支架的适应性和可靠性,基于大采高工作面矿压显现及顶板运移规律,采用理论计算和数值分析的方法,探讨了合理工作阻力和初撑力的确定,分析了支架稳定性影响因素。研究表明:适当提高液压支架工作阻力有利于减缓煤壁片帮和顶板破碎;提高初撑力能有效减小顶板初始下沉量,避免顶板离层;减小四连杆机构各部件的轴孔配合间隙能够增强支架本身的抗偏扭能力;大采高支架底座越宽、支架中心越低、初撑力越大,适应的倾角越大,稳定性越好。     

大倾角特厚煤层综放支架防倒防滑安全保障技术

基于古山矿三井大倾角特厚煤层的地质条件,围绕综放面装备防倒防滑的技术难点,从液压支架结构、工作面布置方式、放煤工艺、工作面管理等方面进行了研究,并制定了安全保障技术。主要保障技术:端头3架组成锚固站,作为工作面支架纵向稳定性的基础;支架安装高强度双侧可调活动侧护板,并设置底座调节机构;工作面采用"倾斜-圆弧过渡-水平"的布置方式,减小工作面机头坡度,保证机头支架的稳定性;通过放煤工艺优化模拟,确定采用"单向割煤,二采一放"的放煤方式,以控制支架下滑;沿着工作面倾斜方向,工作面上部由上而下放煤以保持支架的稳定性;工作面其他地段由下而上放煤有利于提高顶煤回收率。工业性试验表明,综放面设备稳定性良好,顶煤回收率达80%,实现了大倾角综放面的安全高效回采,对于类似地质条件的综放装备防倒防滑具有借鉴意义。