大倾角工作面支撑掩护式液压支架稳定性分析与防倒滑设计

为了解决大倾角煤层受支架稳定性制约难以开采等问题,提高煤炭资源回收率,对某矿60°特大倾角工作面地质条件进行分析,并结合工程经验和有限元分析,设计了ZZ4800/21/33型支撑掩护式液压支架,对其稳定性和防倒滑性能进行研究。通过某矿井工作面试生产,在回采期间没有出现较大的倒滑现象,成功实现了大倾角煤层的稳定开采,证明该支架适用于60°以下大倾角煤层的开采。     

大倾角大采高综采工作面支架受载与失稳特征分析

对支架的稳定性控制是大倾角大采高煤层安全、高效开采亟待解决的关键问题之一,以2130煤矿25221大倾角大采高综采工作面为研究背景,基于现场监测对覆岩破断运移规律和支架受载特征分析的基础上,通过理论分析系统研究了采高和工作面顶板运移对支架受载与失稳特征的影响。结果表明,在大倾角大采高煤层开采中,受采高增大影响,顶板运移的幅度和剧烈程度及支架工作阻力均较一般采高大倾角煤层开采时明显增大,架间推压、咬挤现象明显;当工作面顶底板岩层稳定时,使支架保持不转动和下滑的临界工作阻力均不超过支架自重的2倍;但受工作面顶板运移影响,支架亦会随着顶板的运动而运动,且其不会随着支架工作阻力的增大而消失;支架转动下滑的幅度和失稳概率随着支架工作阻力的减小、顶板与支架间摩擦力绝对值的增大、顶板载荷偏载程度的增大及采高的增大而增大,且其转动失稳的概率大于下滑失稳的概率。     

大倾角煤层长壁大采高综采支架动态载荷特征分析

针对大倾角煤层大采高工作面支架受载特征复杂、对工作面围岩稳定性控制影响大等问题。采用现场实测与理论分析相结合方法,研究了大倾角煤层大采高开采过程中,支架瞬态与长时载荷变化规律,结果表明:正常回采阶段与来压期间,工作面循环初期和循环末期支架载荷均呈现出倾斜中部较大、下部次之、上部最小的特征,工作面载荷分区特征更为明显,支架受载不均衡程度表现出后柱大于前柱、循环末期大于循环初期、来压期间大于正常回采阶段;与一般采高大倾角煤层工作面相比,支架受力多变程度明显增加,工作面倾斜上部区域尤为明显,初次来压与周期来压步距均明显减小,来压强度则明显增大,支架阻力整体增加。     

大倾角煤层综采工作面安全回采技术实践

在分析大倾角煤层开采矿压显现及岩层移动特征的基础上,提出了大倾角工作面"支架-围岩"相互作用关系,并对大倾角综采工作面支护系统稳定性进行分析。以新庄孜煤矿56104首个综采面为例,从顶底板的稳定性控制和支架结构参数设置两方面入手,对大倾角综采工作面关键回采技术进行了研究。     

大倾角综放工作面支架与围岩相互作用关系研究

针对大倾角煤层综放开采工作面的复杂地质条件,分析了大倾角条件下综采工作面支架与围岩相互作用关系,阐述了围岩特性对液压支架的性能影响,对大倾角煤层开采过程中,支架的受力及稳定性情况进行了研究,为大倾角煤层综放工作面液压支架的设计提供了较好的借鉴作用。     

大倾角综放开采液压支架稳定性分析与控制措施

从静力学角度对大倾角条件下综放开采液压支架抗倾覆、滑移、扭斜稳定进行了分析,结合王家山煤矿的大倾角(29～43°)工作面的煤层条件和生产实践,对大倾角综放开采液压支架的3种稳定性进行了研究,分析煤层倾角、顶板压力、支架几何参数、支架工作状态对支架稳定的影响,在此基础上介绍了保证大倾角综放液压支架稳定的途径和王家山煤矿的生产经验.     

大倾角煤层综采面围岩控制机理及回采技术

在对大倾角煤层开采矿压显现及岩层移动特征分析的基础上,结合现场实测,提出了大倾角工作面支架-围岩相互作用关系,并对大倾角综采工作面支护系统稳定性进行分析。以新庄孜煤矿56104首个综采面为例,从顶底板的稳定性控制和支架固有的结构参数设置两方面入手,对大倾角综采工作面关键回采技术进行研究,保证了大倾角综采工作面的安全、高效生产。     

基于UDEC下端面煤岩体稳定性及其合理支护参数数值模拟研究

大倾角松软煤层综放面实现高产高效的关键之一是端面顶煤稳定性控制。借助数值模拟软件UDEC,模拟了在端面距、支架工作阻力、支架前柱走向倾角、老顶周期来压以及直接顶厚度等影响因素下端面岩体的稳定性。其结果表明,随着端面距的增大,端面顶板冒落高度和煤壁偏帮深度都随之增大;控制顶板冒落高度、支架工作阻力和支架前柱走向倾角都有合适的临界参数;老顶是否周期来压和直接顶厚度对端面围岩顶板的破坏深度有直接影响,继而对这些影响因素进行了量化分析,提出了围岩稳定合理控制参数,减少了采煤工作面冒顶事故和煤炭资源的损失,并对同一条件下的综放开采具有重要的指导意义。     

大倾角双坡向综放开采煤壁片帮治理技术

针对大倾角双坡向煤层赋存特点,采用数值模拟方法对3206工作面前方煤壁支承压力分布和支架支护强度对煤壁稳定性影响进行了分析;分析了大倾角双坡向综放开采煤壁片帮冒顶的主要因素;根据煤壁片帮冒顶特征,并结合数值模拟结果,制定了改善支架工况、工艺参数优化、煤体加固一体化的煤壁片帮综合防治技术,在实际回采过程中取得了较好的应用效果,有效地保证了工作面安全回采。     

大倾角工作面支架稳定性分析及控制措施的研究

为了研究大倾角工作面支架稳定性,结合某煤矿704工作面的地质条件,从静力学角度分析了大倾角工作面的支架的下滑、倾倒和扭斜失稳的机理,研究得出:支架的临界下滑支护阻力和临界倾倒支护阻力与煤层倾角呈正炫关系,临界扭斜支护阻力受煤层倾角和尾梁摆动角的共同作用,因此通过对某矿704工作面支架自身设计方面、采煤工艺、加强职工的技术水平和组织管理三方面采取的控制措施,保证了支架的稳定性,实现了该工作面的安全高效生产。     

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。     

大倾角煤层综采应用问题分析

针对目前大倾角煤层综采存在的倾角很大、工作面回采难度较大以及工作面支护困难等问题,以大同煤矿集团同轩金海煤业有限公司矿井为背景,对其大倾角煤层煤柱、液压支架以及下山和上仓胶带巷输送机等进行了应用分析,其中对液压支架以及下山和上仓胶带巷输送机进行了选型以及轻度校核,通过此应用分析,为该煤矿的安全生产提供了有效的科学依据,同时对矿井的安全开采有重要的参考价值以及理论指导。     

坚硬顶板大倾角软煤综采安全技术探析

同宝煤业15105综采工作面开采的15号煤层为典型的坚硬顶板大倾角软煤,工作面回采过程中面临煤壁片帮、顶板冒落以及支架失稳等风险.为此,提出使用深孔预裂爆破弱化顶板,注浆提高煤体承载能力及稳定性,支架顶梁铺设金属网及工字钢梁过煤体破碎区,采取严格控制采高等措施提高支架稳定性.现场应用表明,工作面回采期间顶板冒落、煤壁片帮以及支架失稳等问题基本得以解决,取得较好应用成果.     

厚松散层上提工作面覆岩运移与支架-围岩关系研究

针对厚松散层提高回采上限而导致综采工作面易压架的现象,采用理论分析、FLAC3D数值模拟和现场实测对谢桥煤矿1202(3)提高回采上限综采工作面围岩应力分布、覆岩运移及支架受力、变形特征进行分析。研究结果表明:受煤层倾角、覆岩结构和缩小防水煤柱影响,沿工作面倾向的支承压力、覆岩运移等具有非对称分布特点;提高回采上限使得基岩厚度变小,是影响支架选型及工作面安全回采的关键因素之一;当基岩厚度与松散层厚度比值小于0.1时,支架工作阻力和顶板下沉量的关系曲线呈双曲线特征;当基岩厚度与松散层厚度比值大于0.1时,关系曲线接近于线性特征;在开采上限的合理范围内,液压支架工作阻力与基岩厚度成反比关系。揭示了厚松散层下提高回采上限开采覆岩运移的非对称性及其对支架-围岩关系的影响,为上提工作面支架选型、围岩稳定性控制提供了参考。     

大倾角综采面液压支架适应性分析

12128综采工作面为典型的大倾角走向长壁综采工作面,为了研究12128综采工作面ZZ6400/18/38液压支架的适应性,通过现场实测分析了工作面支架阻力分布特征、支架的工作状态、运转特性、稳定性以及支架的适应性。分析结果表明本套支架在C8煤层的开采适应性较好,支架选型能够满足该矿地质条件要求。研究结果可为类似条件下的大倾角走向长壁综采工作面安全回采及支架选型提供参考。     

采空区下近距离煤层综采工作面支架工作阻力的确定

对于采空区下近距离煤层回采工作面,由于其采场覆岩形成了新的结构,传统确定支架工作阻力的方法不能很好的指导这种情况下工作面的顶板管理。以旺盛煤业近距离煤层采空区下10#煤综采工作面实际条件为背景,通过数值模拟及分析10#煤层垮落高度与煤层间距之间的关系,从理论上给出了支架工作阻力的计算方法,确定了支架合理工作阻力为4 500 kN/架,与现场实测结果接近。     

大倾角综采工作面液压支架参数设计及其与围岩关系

基于云南观音山煤矿已有的煤层地质条件,确定了合理的支架高度、支护强度及合理的额定工作阻力。在顶板分类原则基础上选定支架为ZQY4400/17/36型大倾角掩护式液压支架。采用数值模拟软件FLAC3D,建立了大倾角软顶底板煤层数值模型,模拟研究了所选支架在工作面的支撑应力分布规律,分析了工作面回采时煤壁内应力分布,顶板下沉及底板鼓起情况。采用ANSYS数值模拟软件,建立了支架与围岩关系的力学模型,模拟研究了支架所受载荷情况,对支架与围岩的力学关系进行了分析。结果表明：根据实际地质情况选择的ZQY4400/17/36型大倾角掩护式液压支架使用时,顶板下沉量和底板鼓起量能满足安全开采要求,支架以前梁变形为主,支架顶梁变形较小,支架底板尖端比压满足支护要求,支架整体选择适合实际条件。     

近距离煤层综采工作面大工作阻力支架适应性分析

为了解决近距离煤层开采难题,分析了合理的架型选择和确定合理的工作阻力是近距离煤层开采工作面安全顺利回采的前提。文章以现场实测为手段,分析了大工作阻力ZY8800-22/45D型支架在1809工作面的工作状态,提出相应措施提高支架初撑力,研究结果表明,ZY8800-22/45D型支架适应性较好,能够满足现场支护需求,对类似矿井安全开采支架选型具有指导意义。     

ZF6400/16/30Q型大倾角液压支架的研制

根据义马矿区某矿35030工作面煤层赋存条件,确定了液压支架的工作高度和工作阻力,研制了ZF6400/16/30Q型放顶煤大倾角液压支架。通过对支架的仿真模拟和主要结构件的强度校核,可确保支架设计合理,为大倾角厚煤层的高产高效开采提供安全有力的保障。     

关于大倾角综放工作面液压支架的选型

在大倾角煤层的开采过程中,工作面液压支架选择的合理与否直接关系着矿井能否安全高效生产,合理确定液压支架的工作阻力是工作面围岩控制的关键。文章以孟家窑煤矿5号煤层开采为例,合理选择了大倾角综放工作面支架-围岩系统结构模型,通过计算确定工作面液压支架的支护强度和工作阻力,为大倾角综放工作面液压支架的选型提供参考。