坚硬顶板液压支架高度确定及工作阻力计算

液压支架高度和工作阻力是综采工作面支架选型最重要的2个指标参数。为了确定成庄煤矿15#煤层开采液压支架的高度和工作阻力,依据该煤层地质钻孔中显示的煤层厚度绘制了15#煤层等厚线图,并分盘区计算出不同煤层厚度范围相应的面积,根据煤层厚度的集中度确定了液压支架的高度。运用采高容重法、顶板结构法及行业标准计算方法,对该矿坚硬顶板条件下液压支架的工作阻力进行了计算。通过与顶板条件相似的凤凰山矿15#煤层工作面开采工程类比可知,成庄矿15#煤层开采液压支架工作阻力选择不低于12 000 kN是合理的。     

综放工作面液压支架泄漏故障诊断与实践

采用YHX型液压泄漏故障检测仪对工作面液压支架进行检测,分析了支架压力与围岩变形情况。依据液压支架不同的漏液程度,确定了支架工作阻力范围。葛泉矿9#煤层1195工作面实践表明,YHX型液压泄漏故障检测仪在井下工作状态良好,没有发生漏报或误判现象,改善了采煤工作面内液压支架的工作状态,有效地实现了对顶板灾害的防治,保障了工作面安全高效生产。     

斜沟矿首采工作面矿压规律研究

通过多种矿压观测手段对斜沟矿8#煤层首采工作面液压支架支护阻力、工作面两巷走向及倾向支撑压力分布进行了监测，对顶板的冒落运动规律、煤体内应力的分布规律、支架阻力变化及适应性进行了研究分析，为兴县矿区今后的综采工作面支架选型和回采采场围岩控制提供了理论依据。     

极近距离薄煤层工作面液压支架设计与应用

以宝欣矿3#煤层综采工作面为研究背景,根据极近距离破碎顶板的实际开采条件,构建了支架受力力学模型,通过理论分析确定支架支护强度不低于0.65 MPa,确定了支架结构形式为两柱掩护式。设计了ZY5400/08/17型强力掩护式液压支架。应用效果表明,支架支护参数设计合理,运行姿态良好,工作面顶板岩层得到了有效控制,可以满足极近距离破碎顶板工作面安全支护要求。     

坚硬顶板综放采场矿压的相似模拟研究

在忻州窑矿11#、12#煤层合并层赋存条件下,对坚硬顶板、坚硬煤层赋存条件下的综放采场矿压进行相似材料模拟试验,研究该特殊条件下的顶板运移及其来压规律,并确定了综放工作面液压支架载荷。     

综采面坚硬顶板活动规律观测与控制

为了确保坚硬顶板综采面的安全生产,基于黑龙江某矿煤层的地质与开采条件,对工作面支架工作阻力随工作面推进的变化进行观测,得到综采工作面顶板矿压活动规律。数据分析显示:坚硬顶板来压强烈;工作面下部基本顶来压步距大于工作面中、上部的来压步距,工作面上、中部来压步距相差不大,工作面中部周期来压较工作面上、下部频繁,但整个顶板来压强度比较均匀;工作面液压支架支护强度一般可以达到控制顶板的要求,但初撑力往往偏低。最后针对顶板矿压活动规律和支架运行特性,提出矿压显现时工作面顶板的防控措施。     

薄煤层综采工作面顶板控制及支架选型研究

针对赵官煤矿1705西工作面的煤层赋存条件,在矿压实测的基础上,建立了薄煤层采场的结构力学模型,选择了适合于该工作面顶板控制的液压支架ZY3200/7.5/16,对实现矿井的安全生产具有重要的现实意义。     

近距离煤层采空区综采面液压支架支护阻力研究

针对近距离煤层采空区下液压支架合理选择支护阻力问题,以甘肃某矿5^#煤层开采为研究背景,通过理论计算得出液压支架支护阻力为9 275 kN。采用FLAC3D模拟软件研究分析不同支护强度下工作面顶板位移特征,得出液压支架支护阻力为10 500 kN。结合理论计算与数值模拟结果,确定支架支护阻力应大于10 500 kN,研究结果可为该矿井5#煤层开采为研究背景,通过理论计算得出液压支架支护阻力为9 275 kN。采用FLAC3D模拟软件研究分析不同支护强度下工作面顶板位移特征,得出液压支架支护阻力为10 500 kN。结合理论计算与数值模拟结果,确定支架支护阻力应大于10 500 kN,研究结果可为该矿井5^#煤层开采液压支架选型提供理论参考。     

寸草塔二矿近浅埋煤层掩护式液压支架适应性分析

通过对寸草塔二矿13107工作面矿压显现规律的观测及对工作面所选ZY7600-12/24型两柱掩护式液压支架对工作面顶板支护与控制效果的分析,应用综采工作面液压支架合理工作阻力确定方法、关键岩层控制理论、综采工作面支护强度回归公式计算等方法,对寸草塔二矿3-1煤层适宜的支架工作阻力参数进行了计算与分析,进而对该矿近浅埋煤层综采工作面掩护式液压支架的适应性进行了综合分析与研究。     

四台矿307盘区8701综采工作面矿压显现规律实测分析

以四台矿西部盘区11#煤层8701综采面为研究对象,首先分析了煤层的地质条件与顶板的情况,并制定出矿压观察的内容与方法,进而对综采工作面顶板、两顺槽巷的端头超前支护单体柱、液压支架进行实时监测分析,根据实测分析总结出该工作面的矿压显现规律。     

工作面支护与液压支架技术理论体系

工作面支护是安全高效综采的首要条件,液压支架是综采系统的核心。笔者和其合作团队持续30多年致力于综采工作面支护与液压支架技术理论的研究和实践,建立了综采工作面支护与液压支架技术理论体系框架,提出了液压支架与围岩耦合原理,建立液压支架与围岩耦合模型,分析了液压支架与围岩的强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合规律,阐述了液压支架合理工作阻力、临界护帮力和支护系统稳定性控制策略,提出液压支架三维动态优化设计理论和方法,将围岩下沉、断裂等力、力矩以及边界条件的变化通过液压支架骨架模型传递和分解到具体的液压支架结构上,借助三维设计平台动态模拟仿真液压支架与围岩耦合作用的力学特征,优化得出对围岩最优支护效果的液压支架结构参数。提出液压支架系列型谱和工作面支护系统液压支架群组的自组织协同控制方法,将支护系统群组自组织协同控制分解为围岩自适应控制和队列保持推进控制两个控制线程,同步实现群体系统协调控制。建立了工作面支护设备技术标准体系。     

Analysis and control of hydraulic support stability in fully-mechanized longwall face to the dip with great mining height

The working condition of the hydraulic support in working face can be divided into three kinds of situations in the following: roof fall and collapse with cavity, advancing support and supporting. Took single support with four-pole in longwall face to the dip as research object, control method was studied to avoid support instability in three situations mentioned above. Based on these researches, the major factors of influencing on support stability and its controlling measures were put forward. According to specific conditions of working face 1215(3), which is fully-mechanized and longwall face to the dip with great mining height in Zhangji Coal Mine, Huainan Mining Group, the effective measures was taken to control supports stability.     

霍宝干河煤矿工作面支护参数设计研究

为了确保工作面安全回采,以霍宝干河煤矿为例,研究工作面支护参数设计,根据干河煤矿工作面参数及煤层赋存情况,计算了液压支架支护高度、液压支架工作阻力、液压支架支护强度以及工作面液压支架的布置,得出采用ZY9000/25.5/55、ZY13000/26/55型双柱掩护式液压支架作为2-116综采工作面的支护设备,能够满足要求。然后,研究了工作面顶板控制、进风巷、回风巷及端头顶板控制以端头支护等。研究为类似工程条件的工作面支护参数设计提供了借鉴。     

大采高综采面顶板活动规律及支架适应性研究

为研究山西长平煤矿Ⅲ4308大采高工作面顶板活动规律及合理的工作阻力,采用理论分析和现场实测的手段,分析了大采高工作面顶板活动规律,得到了支架的合理工作阻力,并验证了所选支架的适应性。结果表明,Ⅲ4308工作面基本顶初次来压步距为30 m,周期来压步距为15 m,工作面所需的支护阻力为10.26 MN,79.56%的液压支架处于增阻和恒阻的状态,ZY12000/28/62D型大采高液压支架可以满足工作面生产要求。     

15101工作面过断层破碎带的顶板控制方案

针对15101工作面揭露F3断层时在断层两侧存在破碎带,造成液压支架支护效果下降、移架难度大、煤壁破碎等问题,对断层破碎带顶板控制措施进行改进,提出了“斜角钻孔卸压+铺设聚氨酯纤维网配套JW型锚索梁+超前管棚支护”的联合控制措施,大大提高了断层附近顶板的稳定性,保证了工作面的安全高效开采。     

布尔台矿水力压裂对矿压显现影响分析

针对布尔台煤矿42106综放工作面回采期间发生多次动力灾害显现,为了分析水力压裂对强矿压显现的影响,采用了现场实测及理论分析方法,依据水力压裂卸压机理及矿压岩层控制理论,对该工作面回风巷上覆岩层实施水力压裂卸压。结合现场监测矿压显现变化情况对卸压机理及效果进行深入分析,其结果揭示了在强动压影响下的巷道顶板岩层中采取水力压裂可有效减弱顶板岩层中赋存的高应力,释放顶板储存的弹性能;弱化基本顶,避免采空区后方悬顶,降低超前支撑压力的影响;减小相邻采空区侧对工作面回采巷道的影响,有效缓解巷道围岩变形。     

基于UDEC的大倾角工作面支架与围岩关系研究

大倾角工作面支架易发生滑动与咬架等现象,影响了工作面的正常生产以及工人安全。采用UDEC数值模拟分析方法,研究了大倾角工作基本顶“砌体梁”结构的稳定性,模拟分析了大倾角工作面支架与围岩的关系。研究得出:为了确保大采高液压支架工作稳定性,必须使液压支架接顶,而且降架幅度不能太大,工作面采高不能起伏过大等。该研究可为大倾角工作面支架设计提供理论依据。     

排式顶梁端头液压支架组在煤矿支护中的应用研究

介绍了采煤工作面端头支护及巷道超前支护所用的支架形式特点,研究了既可以应用在采煤工作面端头支护和端头支架前方巷道超前支护,又可以在有端头支架的综采工作面独立用于巷道超前支护的排式顶梁端头液压支架组.该支护形式具有控制顶板能力强、运输安装方便快捷、支柱的选择范围大、支架宽度和长度灵活改变以及能够实现大行程方案设计等特点.     

大倾角三软厚煤层大采高综采面矿压特征及支架适应性研究

为研究大倾角三软厚煤层大采高工作面矿压显现规律、液压支架合理工作阻力及其适应性,针对13030工作面开采的实际情况,应用数值模拟法分析了工作面应力分布规律,并对工作面的矿压显现及液压支架工作阻力进行了现场观测。结果表明:随着工作面的推进,超前支承压力峰值呈现先增大后减小变化规律,两侧支承压力呈不对称分布。支架压力变化趋势基本一致,沿工作面倾向方向呈现出明显的不均匀性,整体分布呈中间大、两端小趋势。基本顶周期来压步距在10.0～14.53 m,动载系数为1.49～1.75,来压比较强烈,循环末阻力占额定工作阻力的52.6％～78.8％,具有较大的富余系数,对工作面适应性良好,能够满足工作面顶板控制的生产要求。     

大倾角煤层综采工作面液压支架失稳机理与控制

针对大倾角旋转俯伪斜大采高综采面液压支架稳定性控制特点,结合潘二矿12124综采工作面地质与工程条件,开展了破碎顶板和软煤条件液压支架与刮板输送机稳定性控制机理与方法研究。基于现场观测数据分析,构建了大倾角综采工作面液压支架倾倒与下滑两种失稳模式,对比分析了支架受力特征,揭示了支架失稳与煤层倾角、支架顶梁和直接顶的摩擦因数之间的关系。推导了液压支架带压移架的"带压临界值",提出了铺金属网带压擦顶追机移架方法。综合分析设计了旋采段回采调斜比例为1∶3,并确定了俯伪斜回采段输送机下滑量不应大于304 mm,并通过设置了防倒、防滑千斤顶的"三机"联合防倒滑措施,有效控制"三机"稳定性及片帮、冒顶,实现了大倾角厚煤层安全高效开采。