大采高工作面支架掩护梁更换技术应用

针对红柳煤矿工作面回采过程中发生了支架掩护梁拉裂事故,本文提出了切实可行的大采高工作面支架掩护梁更换技术应用,填补了国内大采高工作面回采过程中更换支架掩护梁技术的空白,确保了工作面的安全生产。     

大采高掩护式液压支架的结构设计与分析

在轻放支架已不能满足越来越复杂的大采高的煤矿地质条件情况下,分析研究了大采高掩护式液压支架在总体结构及重要部件的结构特点,并借助现代设计法对关键参数进行有限元分析,使液压支架能够更好地适应煤矿安全要求,满足煤矿高产高效的大采高综采技术需要,保证了支架的可靠性。     

基于ANSYS的液压支架掩护梁结构优化研究

以ZY3800/15/30型两柱掩护式液压支架为研究对象,建立了掩护梁的结构优化设计模型,利用ANSYS的参数化设计语言APDL,获得了掩护梁优化模型的求解,实现了掩护梁的重量减轻约6.53%,减重效果比较明显。该研究方法可推广到液压支架其他部件的结构优化设计,也为液压支架的整体结构优化提供了有益参考。     

大采高液压支架使用中存在的问题与对策

介绍了国产ZY6000-2.5/5.0型及引进的JOY8670-2.4/5.0型大采高液压支架在补连塔煤矿的使用情况，对国产支架钻底及掩护梁、底座损坏的原因，引进支架的倾倒原因进行了分析，并提出相应的解决办法。     

液压支架掩护梁的扭转分析

分析了液压支架受偏载时掩护梁的扭转情况，导出了实用的弯扭应力条件下的单元刚度矩阵。     

王家塔煤矿大采高液压支架合理工作阻力研究

回采工作面液压支架支护强度的确定是液压支架选型中的重点和难点,支护强度确定后,根据液压支架具体配套设计方案中的支护面积,可计算出支架工作阻力。对于新矿区,支护强度的确定通常采用理论公式计算法、数值模拟法、类比法等多种方法进行综合论证,对于浅埋深特殊煤层还要考虑浅埋深相关因素的影响,要采取科学方法进行选型和确定。     

大采高顶板控制模型及支架合理承载研究

运用"传递岩梁"理论建立了大采高采场结构力学模型,探讨了大采高采场的覆岩结构及运动规律,修正了大采高下直接顶及基本顶概念,确立了支架载荷的计算方法.研究表明:"给定变形"状态,支架缩量应大于顶板下沉量;"限定变形"状态,支架阻抗力与岩梁位态有关.采高增大,直接顶厚度可能大幅度增加,直接顶中出现大跨度悬顶坚硬岩层的几率增大.影响采场矿压显现的"传递岩梁(基本顶)"范围相对减少,相关"岩梁"距采场的高度增大.准确地确定悬顶位置、厚度及可能的最大悬跨度是大采高采场顶板控制设计及支架选型计算的关键.     

阜生煤业大采高液压支架架型及其合理工作阻力的确定

主要设备合理选型配套是阜生煤业15号煤层采用一次采全高大采高综采技术实现安全高效开采的基本条件之一。由于现代综合机械采煤工作面的液压支架具有很强的专用性,占用投资比重大,这使得液压支架的选型设计在整个工作面的设计和设备配套中占据了主导地位。工作面液压支架的基本架型和主要技术参数,特别是液压支架额定工作阻力尤为重要,它对工作面单产水平和生产效率、安全生产状况、其他主要设备配套选型、以及工作面设备投资效益都有着重要影响。     

液压支架掩护梁可靠性优化设计方法研究

针对液压支架目前的可靠性优化研究现状,分别在最大应力与疲劳寿命约束前提下,结合有限元分析方法对液压支架掩护梁结构进行了可靠性优化设计。分析了每个优化目标对参数的敏感程度,最终提出了五个设计方案,并对其进行了数据实验,通过实验的对比分析获得了最佳的可靠性性优化设计方案,其结果表明经过优化设计后的液压支架不仅降低了重量及成本,而且其各种性能要求都能满足国家标准。该设计方法在降低支架成本、满足支架的可靠性方面提供了设计依据,为之后的优化设计提供了新的思路。     

大采高液压支架设计与稳定性研究

对大采高设计中出现的难点进行了分析,并且举例说明大采高支架在结构上与受力上以及稳定性上的重要关系,得出大采高液压支架受力情况以及对稳定性等因素的要求,为支架结构设计尤其是大采高支架提供理论参考。     

布尔台煤矿厚煤层大采高液压支架适应性分析

为得到神东矿区北部中等埋深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分析支架适应性,对布尔台煤矿42102-1大采高综采工作面的矿压显现及液压支架工作阻力进行观测,计算得到该工作面顶板结构及运动特征参数,提出了考虑支架实际使用效果的"三因素法",即从"支"、"护"、"采"三方面评价支架适应性,应用岩石自重经验估算法、实测支架循环末工作阻力加1倍均方差和传递岩梁理论这3种方法,计算得出该工作面的支架合理工作阻力均为16 000 kN,应用结果表明:现有ZY10800/28/63支架工作阻力过小不能适应该矿中等埋深大采高的开采条件,须重新选择合理支架。     

浅埋深大采高综采工作面液压支架适应性分析

 为了研究6-2101综采工作面ZY8640/25.5/55液压支架的适应性,本文通过现场实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、工作阻力分布规律及支架运转特性。分析结果表明本套支架6-2煤层开采适应性较好,支架选型能够满足该矿地质条件要求。研究结论为浅埋煤层大采高工作面支架选型和顶板控制提供了参考。     

反四连杆放顶煤液压支架掩护梁受力对整架受力的影响

通过整体和部件的力与力矩的平衡关系,推导了反四连杆放顶煤液压支架在不考虑掩护梁受力和考虑掩护梁受力2种状态下的力学平衡方程组,并对方程组进行了求解;通过列表的方式对比了两状态下不同摩擦系数的ZFS6500/19/34液压支架的力学数据差异。论证了只有考虑掩护梁受力,才能准确地计算出反四连杆放顶煤液压支架整体的力学特性。     

复杂煤层6.2m大采高支架工况监测与分析

为解决宁东矿区羊场湾煤矿15～20°倾角复杂煤层条件下6.2 m采高支架稳定性控制难问题,对该工作面大采高支架运行情况进行了现场监测与分析。结果表明:大采高支架工作阻力呈非线性演化规律,沿煤层倾角降低方向,中下部压力较小,非来压时支架工作阻力为6 880.9 kN,工作面中上部顶板压力较大,支架平均工作阻力9 343.7 kN,满足设计要求。现场开采过程中采用留设顶煤等措施,保持顶板完整性,减缓顶板破断岩石对支架的冲击性破坏,保障了现场支架正常运行和安全连续开采。     

综采工作面液压支架掩护梁更换技术实践

针对杨柳煤矿10414工作面液压支架掩护梁损坏情况,分析了支架掩护梁发生开焊、断裂等现象的影响因素,通过对整体换架、导硐抽架和滞后抽架3个换架方案进行比较,确定了采用滞后抽架快速更换液压支架掩护梁等大型部件,明确了换架的技术方案,详细介绍了采场准备情况、顶板支护铺网要求、推进要求和掩护梁支架更换过程。通过实践表明,此综采工作面换架方案可实现快速、安全、经济的液压支架掩护梁更换。     

平朔矿区两柱掩护式放顶煤支架适应性研究

基于平朔矿区首次使用ZFY12000/23/40D两柱掩护式放顶煤支架,为评价该支架在此矿区的适应性,总体研究了支架结构、承受载荷、平衡千斤顶、电液控制系统和实际使用工况。结果表明：支架结构能满足放煤要求;实测周期来压步距11.6 m,动载系数1.71;支架工作阻力5 941kN,最大12 443 kN;支架二柱受力偏差5.96%;放煤后支架受力降低13%;放煤后平衡千斤顶受力变化最大30.23%;实测支架移架时间初期29.8 s、后期59.7 s,放煤时间54.3 s;工作面遇断层和风化氧化区,架前冒顶和煤壁片帮增多;电液控制系统控制器失效较多。分析认为ZFY12000/23/40D型两柱式放顶煤支架在该地质条件下适应性较好。     

大倾角大采高支架稳态控制失效分析

大倾角煤层走向长壁综采面顶板载荷与支架重力的切向分量随工作面倾角增加而增大,但顶板载荷与支架重力的法向分量却相反,造成支架在斜面上所处的力学环境复杂、稳态控制劣化。特别是采高加大使支架重心增高、煤壁片帮加剧、架前冒顶频发,支架稳态控制难度加大甚或失效而导致支架下滑倾斜加剧或最终群体倾倒。花山煤矿6152大倾角大采高综采面就发生过因支架稳态控制失效而导致支架严重倾倒且难以扶正,工作面生产被迫中断,经济损失巨大。现场实测了支架与工作面倾角,并据此获得支架倾斜程度量化指标值——倾斜度。综合分析结果表明,导致支架群体性倾倒是由煤层倾角增加、采高加大、支架过重、煤壁片帮、架前冒顶、侧护倒置与故障、未用防倒防滑装置、拉架操作不当等多因素共同作用所致。基于大倾角煤层走向长壁工作面矿压显现特征,初步解释了工作面群体支架倾斜度大致呈正态分布现象。     

销轴连接对液压支架稳定性及可靠性的影响

支架结构件和四连杆机构间均通过销轴连接,其结构尺寸和受力状况对液压支架的稳定性和可靠性有很大影响。通过分析销轴、底座孔和连杆孔的间隙与连杆倾斜角的关系,以及四连杆销轴连接组合对顶梁横向偏移量的影响,给出了相应的计算公式及减小顶梁偏移的措施,推导了销轴和支架孔挤压面接触压力的分布函数;从结构和材料强度的角度给出了提高销轴连接可靠性的措施。