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。     

仰采综放工作面端面煤岩稳定性及控制研究

为了保障仰斜开采综放工作面煤壁及端面顶板的稳定性,确保工作面的安全高效生产,本文采用理论分析方法分析了仰采工作面煤壁和直接顶的失稳特点,建立了保持煤壁和端面顶板稳定性的力学关系模型和条件,探讨了支架初撑力、立柱前倾角和仰采角之间的相互影响关系。研究得出,当仰采角增大时,提高支架初撑力、减小立柱前倾角,有利于仰斜工作面煤壁及端面顶板的稳定性控制;当仰采角小于11°时,工作面应以控制顶板下沉为主;当仰采角大于11°时,工作面应以控制煤壁片帮和顶板下滑为主。结合某煤矿80113仰采综放工作面的生产地质条件,确定了合理的支架初撑力和立柱前倾角,提出了针对性的端面煤岩稳定性控制措施,保证了工作面的安全高效生产。     

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。     

大采高综采工作面片帮加剧机理分析及防治措施

片帮冒顶制约了大采高综采工作面安全高效开采,因此对大采高综采工作面片帮加剧机理进行分析,发现影响工作面片帮的因素有采高、内摩擦角等,运用数值模拟的方法研究了不同采高下的煤壁片帮条件及临界护帮长度,并结合神东矿区的煤层条件,提出提高支架前端的护帮力、支架初撑力和前端支顶力,增加护帮的长度等控制大采高综采工作面片帮的6种措施.     

王庄矿大采高综采面煤壁片帮机理与防治技术

针对王庄煤矿8101工作面实际,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,研究了松软煤层大采高综采工作面煤壁片帮机理。认为采高增加、煤壁塑性区宽度增大、煤体松软破碎、煤体内聚力小是导致工作面易片帮的根本原因,制定了增加支架初撑力、加快工作面推进速度、局部注浆加固、规范支架操作工序、控制端面冒顶等煤壁片帮防治技术,实现了8101工作面煤壁片帮的有效控制。     

大角度厚煤层仰采工作面煤壁稳定性研究

针对大角度厚煤层仰采工作面煤壁易于片帮的问题,以淮北矿区袁店煤矿1032工作面为工程背景,采用理论分析的方法,建立了煤壁滑动力学模型,分析了大角度厚煤层仰采工作面的煤壁片帮机制,并通过数值模拟得到煤壁水平位移场及最大破坏深度。研究结果表明:煤壁片帮深度与仰采角度和采高呈正相关,且当仰采角大于15°时,片帮加剧,采高大于3.5m时,煤壁破坏深度急剧增大;但在仰采角以及采高一定的条件下,随着工作面推进速度加快,煤壁破坏深度减小。在1032工作面采取增加液压支架实际初撑力和工作阻力,提高护帮板的使用率,降低采高,加快工作面推进速度等技术措施,煤壁稳定性得到了有效控制。     

大采高工作面采高的合理确定研究

大采高工作面煤壁片帮是影响安全生产的关键问题之一,随着采高的增加,工作面煤壁前方片帮概率越来越大。通过运用FLAC3D软件模拟分析煤壁前方塑性区及顶板下沉量来选取合理的采高,选择合理的支架参数以增加煤壁顶的支护强度,减小支架和煤壁区域拉应力区的范围,降低煤壁片帮率,达到高产高效的目的。     

大采高综采工作面煤壁破坏影响因素数值模拟分析

针对工作面煤壁片帮影响大采高综采开采技术效益发挥的问题,以红庆河煤矿3-1煤层赋存条件为研究背景,通过设计正交试验方案,运用FLAC3D数值软件进行模拟,基于Drucker-Prager准则计算了工作面煤壁的破坏系数,综合分析了影响工作面煤壁破坏的5个因素。结果表明,埋深、支架合力作用点到煤壁距离、采高和工作面长度越大,煤壁破坏程度越高,而液压支架初撑力越大,煤壁破坏程度越低;煤壁破坏影响因素的主次排序为:埋深>支架合力作用点到煤壁的距离>支架初撑力>采高>工作面长度;给出了3-1煤层开采的合理工艺参数:采高6.2 m,工作面长度225 m,支架合力到煤壁的距离2 m,支架初撑力12000 kN。     

大采高液压支架失稳与矿压显现关系研究

通过对近水平大采高综采工作面支架失稳过程的分析,获知煤壁片帮漏顶是支架失稳的重要原因,在此基础上对倒架段支架不同阶段的矿压显现特征和原因进行研究,结果表明初撑力决定了支架工作阻力的运行状况,过低初撑力将导致液压支架高工作阻力无法发挥,提高初撑力是防止支架失稳的关键。     

软煤层大采高综采工作面煤壁稳定性研究

通过对压剪式片帮、重力滑落式片帮、横栱形片帮等软煤层大采高工作面煤壁片帮的机理分析,探讨了采高、煤体强度、停采时间、支架初撑力、软弱夹层、工作面推进方向等影响软煤层大采高工作面煤壁片帮的因素,并提出了增强工作面煤壁稳定性的六项技术措施。     

含软弱夹矸大采高工作面煤壁片帮控制技术

针对东曲矿含软弱夹矸大采高工作面过构造破碎带煤壁易片帮的问题,结合28808工作面具体条件,分析了工作面煤壁片帮的原因,提出采用高强度支架,保证支架初撑力,及时追机拉架护帮板,在构造破碎带采用工作面超前注浆加固和工作面注浆加固,增加煤岩体承载能力,使煤壁和支架共同作用承载顶板压力,达到控制煤壁片帮的目的。     

辛置矿2-216工作面煤壁稳定性与支架参数关系模拟分析

为解决辛置矿2-216工作面易片帮的问题,采用数值模拟软件,对液压支架部分参数与煤壁稳定性的关系进行了分析,进而确定出煤壁稳定性控制技术为:合理设置支架初撑力及工作阻力+增大支架护帮板水平推力+提升工作面的回采速度。应用结果表明:采用上述控制技术后,煤壁出现片帮的概率大大降低,最大片帮深度也大为缩小,保障了煤壁的稳定。     

大采高综采顶板短悬臂梁-铰接岩梁结构与支架工作阻力的确定

针对大采高综采工作面矿压显现强烈,支架工作阻力确定依据不足等问题,采用现场实测、数值模拟相结合的方法进行研究得到：采高增加后,煤壁前方破坏面积及支承压力峰值明显加大、煤壁易发生片帮冒顶、采场顶板活动范围明显加大、顶板断裂线前移、岩层间离层量增加。依据大采高采场直接顶及基本顶新概念及新判别公式,提出大采高采场顶板易形成＂...     

大采高综放工作面片帮影响因素及防治技术

煤壁稳定性问题严重影响了大采高综放工作面的正常作业,造成难以实现高产高效开采。为此,通过理论分析、数值模拟、现场实践等方法,研究了大采高综放工作面的片帮原因和影响因素,并将工作面煤壁受力情况简化为杆体力学模型,分析得出了煤壁发生中部片帮的机理。得出结论:减小采高、工作面伪俯斜开采、增大支架工作阻力、工作面快速推进和煤体注水注浆等技术措施,可有效地控制大采高综放面煤壁片帮问题。     

7131工作面高阻力支架适应性分析

为了研究祁东煤矿7131综采工作面ZY10000/23.5/42液压支架的适应性,通过在线监测压力观测分析了液压支架的初撑力和工作阻力对工作面顶板控制效果及支架运转特性.采用理论计算方法对不同采高条件下顶板载荷进行了估算,提出了防治冒顶与煤壁片帮的措施,对工作面的安全生产具有指导意义.     

大采高工作面煤壁片帮影响因素分析

针对晋煤集团成庄矿5310大采高工作面煤壁片帮现状,采用现场统计和数值模拟,分析了地质构造、推进速度及停产、顶板来压、采高、支架工作阻力5个因素对片帮的影响,并提出了相应的技术措施。结果表明:地质构造破坏了煤体连续性,煤壁在压力作用下易发生片帮,推进速度慢和顶板来压均会造成片帮程度加剧;采高大于4.5 m煤壁片帮显著增加;片帮深度与支架工作阻力呈反比关系,合理支架工作阻力应保持在8 000 k N左右;通过调整采高和推进速度、提高支护质量等技术措施,可有效解决煤壁片帮问题。     

大采高大倾角工作面煤壁片帮机理分析

为研究大倾角大采高工作面煤壁片帮机理，控制煤壁片帮。建立大采高大倾角条件下的煤壁片帮模型，利用压杆失稳理论解释煤壁片帮现象。通过理论计算得出了大采高大倾角工作面煤壁片帮临界力以及片帮最易发生的位置，分析了倾角、采高与片帮临界力和片帮位置的关系。结果表明：煤壁片帮临界力与采高和煤体自身刚度有关，与煤层倾角无关。采高越大，煤壁片帮临界力越小，煤壁抗弯刚度越大，煤壁片帮的临界力越大。煤壁片帮发生的位置受煤壁自身刚度、顶板压力、煤层倾角、采高的影响，但主要由采高决定，煤壁最易片帮位置距离顶板约0.398倍采高处。此外，现场观测了攀枝花煤矿11073大采高大倾角工作面的煤壁片帮现象，现场观测与理论分析结果一致。现场采用提高支架工作阻力等措施，有效地控制了煤壁片帮现象。     

近浅埋煤层大采高工作面双关键层结构分析

根据实测统计分析,近浅埋煤层大采高工作面支架载荷普遍较大,且随采高增大有增加的趋势,工作面来压存在大小周期,厚度较大的等效直接顶静载是工作面支架的基本载荷。通过物理模拟实验,揭示了大采高工作面直接顶变厚和顶板结构铰接点上移的机理,提出了"等效直接顶"的定义,建立了近浅埋煤层大采高工作面顶板"双关键层"理论。近浅埋煤层大采高工作面顶板主要表现为"双关键层"结构,根据等效直接顶对采空区的充填程度,双关键层顶板结构分为"双砌体梁"和"斜台阶岩梁-砌体梁"两类,常见的是"斜台阶岩梁-砌体梁"双关键层结构。建立了双关键层顶板结构模型,揭示了工作面出现大小周期来压的机理,给出了支架初撑力和工作阻力的计算公式,可为近浅埋煤层大采高工作面顶板控制提供理论依据。     

布尔台矿区42102工作面大采高改综放开采矿压显现分析

针对布尔台矿区原42102大采高综采工作面矿压显现强烈,煤壁片帮深度大,工作面液压支架前漏矸、漏顶严重等问题,采用FLAC3D数值模拟方法,对比分析了42102工作面在综放开采和大采高综采两种开采模式下的矿压显现规律,结果表明:综放开采可以有效降低煤壁片帮,并且采高越小,煤壁片帮值越小,采高3.5 m综放开采的煤壁片帮量仅为采高5 m大采高综采的65%左右,且顶板下沉量仅为综采的20%~30%。在42102工作面改为综放开采后,经现场实测:综放工作面煤壁片帮程度较大采高综采减小了50%,未出现漏矸、漏顶和冒顶现象,工作面支架工作状态良好,控顶效果良好。     

大采高综放工作面煤壁片帮与顶煤冒放性影响分析

针对塔山煤矿大采高综放工作面煤壁片帮防治难题,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的方法,分析了相同机采高度情况下大采高综放工作面煤壁片帮较大采高综采工作面煤壁片帮剧烈的原因,揭示了综放工作面抑制煤壁片帮与提高顶煤冒放性之间的矛盾,研究了液压支架结构参数对煤壁片帮的影响。研究结果表明:由于受塑性破坏区叠加及顶煤冒落放出的影响,相同机采高度情况下,大采高综放工作面煤壁片帮比大采高综采工作面更加剧烈;合理的液压支架初撑力可在缓解煤壁片帮的同时提高顶煤冒放性;整体顶梁比铰接顶梁更有利于抑制煤壁片帮,同时可以通过适当增大液压支架顶梁长度来缓解煤壁片帮与顶煤冒放性的矛盾;护帮板与伸缩梁分体结构作为大采高综放液压支架一种新的护帮结构形式,比护帮板与伸缩梁连体结构更有利于抑制煤壁片帮。