大倾角煤层工作面伪斜布置支架稳定性分析

 摘 要：大倾角煤层工作面伪斜或倾斜布置，支架防滑、防倒是工作面设备稳定性的主要问题。鉴于此从支架整体角度分析其不下滑条件并根据所得结论阐述改善措施及原由；分别从支架处于升架过程及支撑状态角度分析支架两种状态下的不倾倒条件，给出升架过程中支架重心动态变化及正常工作状态下煤层顶底板、旁侧支架压力大小对支架稳定性的影响条件式，并由此得出两状态下区段运输平巷超前区段回风平巷距离关系式；考虑工作面伪斜布置，为避免移架过程导致支架整体上窜，从工作面平行移架角度，给出区段运输平巷超前回风平巷距离；最后针对煤矿具体条件参数计算上述分析所得三个运输平巷超前回风平巷距离值大小，取其中较大者作为工作面伪斜布置依据，保证工作面支架的稳定。     

综采工作面调斜技术研究

综采工作面伪斜回采管理是综采技术管理的关键,伪斜调整不当,不仅会使输送机上窜下滑,造成上下出口难以管理,而且容易导致支架歪架、倒架,使顶板失控,直接影响着煤矿的安全生产。我们通过观察和分析研究,于1983年总结出了综采工作面伪斜超前距离经验公式,但随着地质条件和生产条件的变化,经验公式已越来越不适应技术管理的需要。为此,我们在丁-31030综采工作面进行伪斜调整实验,同时对已回收的丁-21120和戊-21172综采工作面实际伪斜进行统计分析,以寻求伪斜超前距离随煤层倾角的变化规律。     

区段煤柱回采沿空留巷巷道布置技术

分析了现阶段区段平巷布置方式,提出了回收煤柱沿空留巷区段平巷布置方式。此种巷道布置方式融合了双巷布置和沿空留巷的优点,通过沿空留巷保留上区段的运输平巷作为本工作面的回风平巷,区段间留设50~60 m的大煤柱,回采期间将工作面和大煤柱联合布置回采,实现回收采区内全部的煤炭资源。根据现场经验,对留巷费用进行分析并与传统的区段平巷布置方式进行比较,留巷所需费用不及所留煤柱产生利润的1/3,而且煤价愈高、工作面平巷愈长产生的经济效益愈显著。     

急倾斜煤层柔性掩护支架开采矸石充填工艺研究

通过对急倾斜煤层柔性掩护支架开采特点的研究,针对这类开采方法矸石充填的特点及主要问题,设计了柔掩支架工作面架后充填系统。沿底板将区段回风平巷拓宽,成为半煤岩巷道,矸石从掘进头通过底板巷道、平石门运到工作面拓宽后的区段回风平巷,再用耙斗或抛矸机将矸石充填到采空区,解决了急倾斜煤层柔性掩护支架开采的矸石充填问题,填补了这方面的研究空白。     

大倾角仰伪斜综采工作面分析

通过对大倾角工作面伪斜开采的分析,明确了工作面长度、工作面倾角、推溜力、伪斜开采时工作面上仰角、超前量相互之间的关系和影响。对大倾角综采工作面采用仰伪斜开采时超前量对液压支架上仰角的影响进行了分析,为大倾角综采工作面伪斜开采时超前量的选择提供了参考依据,对仰伪斜开采时输送机的下滑进行了分析。仰伪斜综采工作面布置不能彻底解决大倾角工作面支架歪斜、输送机下滑的问题,应当注重增设挡矸帘、挡矸板、防倒防滑及调架装置,并加强工作面的现场管理。     

工作面运输平巷超前支护技术优化研究

针对工作面运输平巷受上覆岩层自重应力和工作面采动形成的超前支承压力影响条件下的顶板控制问题,以晋能集团四通煤业205工作面运输平巷超前支护为工程背景,采用数值模拟方法分析了单体液压支柱与迈步式液压支架对工作面运输平巷超前支护效果的影响。通过对两种超前支护方式下工作面运输平巷应力分布规律及位移变化规律的分析,得出单体液压支柱支护时巷道围岩最大变形速率是迈步式液压支架支护时的两倍左右,为回采工作面运输平巷推广使用迈步式液压支架进行超前支护提供了可靠依据。     

大倾角煤层回采巷道的矿山压力研究

针对石台矿Ⅲ313工作面回采巷道在工作面回采过程中围岩变形破坏的具体情况,采用数值计算、现场实测等研究手段,研究了大倾角工作面回采巷道围岩在工作面超前支承压力的作用下变形破坏的规律性和复杂性。结果表明,倾角增大不仅使回采巷道内围岩应力分布表现出与倾斜、缓倾斜煤层不同的特征,而且上下平巷矿压显现也不尽相同,其主要表现为运输平巷的集中应力大于回风平巷,给出了运输平巷和回风平巷超前支护的范围和巷道支护的关键位置。     

大倾角炮采放顶煤矿压显现特征

通过对郑煤集团芦沟煤矿首个大倾角炮采放顶煤工作面进行矿压观测和数值模拟,分析得出大倾角炮采放顶煤工作面在开采过程中支架阻力为降阻状态分布,倾向支承压力两端高、中间低呈"马鞍形",且区段轨道平巷支承压力峰值明显高于区段回风平巷,维护困难。     

2130煤矿大倾角综采工作面支架防倒技术

为防止大倾角煤层综采工作面支架倒架发生顶板事故,研究分析了新疆焦煤集团2130煤矿综采工作面支架倒架事故原因,基于该工作面煤层倾角大、地质构造复杂、支架高度大等因素,采用超前预爆破处理顶板、工作面伪斜布置以及安装防倒设施等措施,防止工作面倒架事故发生。通过对24221大倾角综采工作面防倒架措施的改进,保证了该工作面安全开采。     

大倾角综放工作面回采技术探讨

大煤沟矿采用综合机械化放顶煤采煤法,由于F211040工作面倾角过大(平均坡度27°),在回采过程中支架发生下滑及倒架现象,严重影响了工作面的正常回采。在回采过程中,F211040工作面采用伪斜布置、带压移架及防倒千斤顶等措施,有效防止了F211040工作面支架下滑及倒架。通过测量控制点预测工作面斜长,调整工作面支架数量,有效解决了因工作面长度不断变化影响工作面正常推进的问题。