折叠式护帮板力学分析与强度校核方法

对于厚煤层或松软的中厚煤层工作面,为了防止片帮及其引起的冒落,应设置护帮装置。护帮装置应具有一定的支撑能力和调节余地。为了研究护帮机构的防片帮效果,以ZZ12000/30/50大采高液压支架为例,应从机构的工作原理、受力分布和强度等方面进行详细的分析。     

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。     

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.     

大采高综放工作面煤壁弧型滑动失稳机理与控制技术

针对同忻煤矿8107大采高综放工作面煤壁严重片帮事故,综合现场调研、煤岩样力学试验、数值模拟及理论分析,建立大采高综放工作面煤壁弧形滑动失稳力学模型。结果表明:大采高中硬煤层片帮主要形式是煤壁上部的弧形滑动片帮,片帮起始破裂点位于煤壁深部顶煤"冒落拱"拱脚位置。严格Janbu法煤壁弧形滑动片帮安全系数计算结果表明:8107大采高综放工作面煤壁片帮关键控制指标为护帮阻力Fr,控制区间1 000~2 000kN;弧形滑动轨迹控制参数α,合理值区间30°~60°;煤体力学参数及顶煤冒落拱相关参数。煤壁片帮主要原因是支架护帮千斤顶进液管路严重泄漏导致支架护帮阻力不足,YHX型液压泄漏检测仪通过拾取分析泄漏产生的高频声波和振动信号实现了液压故障检测和准确定位。     

液压支架三级护帮联动控制研究

针对超大采高综采工作面煤壁稳定性差、易片帮的问题，分析了典型的多级护帮结构与动作特性；归纳多级护帮联动液压系统方案，建立具备泄液回收功能的新型多级护帮液压系统；设计研发了成套护帮联动控制液压产品，创新开发了交替双向锁和泄液回收双向锁，完成联动功能高效集成；研究了基于护帮监测技术的多级护帮自动控制技术，提出大采高工作面防片帮自动控制方案。超大采高液压支架多级护帮联动控制系统集合了机械结构、液压控制、状态监测、自动控制等相关技术，有力提升了超大采高工作面整体支护水平与效率。     

基于煤壁“拉裂-滑移”力学模型的支架护帮结构分析

针对坚硬厚煤层大采高综采工作面极易发生煤壁片帮的问题,以红柳林煤矿7.0 m大采高综采实践为基础,分析了煤壁片帮的应力路径效应,将硬煤煤壁片帮细分为拉裂破坏与滑移失稳两个阶段,建立了坚硬厚煤层煤壁片帮的拉裂-滑移力学模型,得出了煤壁的拉裂破坏深度、宽度与煤体强度、开采高度的关系及液压支架应具有的"临界护帮力",分析对比了2种液压支架护帮装置的结构特点与力学特性。研究结果表明,煤体发生拉裂破坏只是煤壁片帮的必要非充分条件,煤壁最终是否发生片帮,还取决于拉裂破坏体在液压支架与矿山压力作用下是否发生滑移失稳。液压支架很难抑制煤壁发生拉裂破坏,但可以有效防止拉裂破坏体发生滑移失稳。液压支架护帮装置采用伸缩梁与护帮板分开结构设计,具有对煤壁的支护作用力大、结构强度与可靠性高等显著优点。     

超大采高工作面液压支架与围岩耦合作用关系

针对金鸡滩煤矿坚硬厚煤层赋存条件,提出了8.2 m超大采高一次采全厚开采方法,分析了超大采高工作面液压支架与围岩的强度、刚度、稳定性耦合关系及控制方法,研制了ZY21000/38/82D型超大采高液压支架及新结构。基于液压支架与围岩耦合作用关系,采用理论分析与数值模拟方法研究了超大采高液压支架合理工作阻力确定的“双因素”控制法;通过建立脆性坚硬厚煤层煤壁片帮的“拉裂-滑移”力学模型,得出了控制煤壁片帮发生滑移失稳的液压支架临界护帮力;分析了销轴铰接间隙对超大采高液压支架稳定性的影响及控制方法。通过创新研制大缸径抗冲击双伸缩立柱、三级协动护帮装置等新结构,保证了超大采高液压支架与围岩系统的稳定性控制。     

大采高液压支架结构优化设计及适应性分析

针对大采高工作面动载矿压显现、煤壁易片帮等问题,基于红柳林煤矿7.0 m大采高开采实践,建立了大采高工作面顶板岩层断裂的"悬臂梁+砌体梁"结构模型及支架与围岩的简化动力学模型,确定了7.0 m大采高液压支架合理工作阻力;对比分析了大采高液压支架架型、护帮结构对围岩的适应性,进行了大采高液压支架结构优化设计及适应性分析。研究结果表明:将大采高工作面"砌体梁"结构上方岩层作为动力学模型的边界条件,以支架立柱的抗冲击特性要求为理论判据,通过动力学仿真计算可得大采高支架的合理工作阻力。两柱掩护式大采高支架较四柱支撑掩护式支架具有支护强度大、四连杆稳定机构受力状态好、质量轻等优点;护帮板与伸缩梁分体结构的护帮力、合力作用位置及可靠性均优于护帮板与伸缩梁连体结构;设计采用抗冲击双伸缩立柱、高压升柱系统等,提高了大采高液压支架对围岩的适应性。     

特大采高液压支架增压增力复合护帮机构的研究

分析了特大采高液压支架护帮作用机理,提出了特大采高支架增压增力复合护帮机构的特点、工作原理、创新点及与现有设备的对比,特别提出在7 m以上大采高支架增压增力复合护帮机构在支架防护方面的使用效果。     

浅埋深大采高工作面矿压显现规律及煤壁稳定性研究

浅埋深大采高工作面存在支架载荷大、煤壁偏帮严重等问题,文章通过分析上湾矿浅埋深大采高工作面液压支架的实际工况,预测了浅埋深条件下老顶形成的结构.应用数值模拟和理论分析的手段,着重分析了浅埋深大采高综采工作面的矿压显现特征、大采高工作面片帮机理,并提出防片帮措施.     

大采高工作面煤壁片帮机理数值模拟

以赵固一矿15018工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法对12011工作面的煤壁片帮深度机理进行研究和分析,对在支承压力作用下的煤壁片帮形式进行了压杆理论模型分析,得到了在不同采高和采深下煤壁片帮的变化情况,即随工作面采高和采深的增加煤壁片帮也会相应的增大。通过对在不同采高和采深煤壁的垂直位移、水平位移、煤壁塑性区的模拟,分析了大采高煤壁片帮的诱发机理,对于煤壁片帮较严重的大采高工作面的安全生产和支护设计都有一定的指导意义。     

三软煤层工作面煤壁片帮防治技术研究

三软煤层工作面煤壁片帮问题已成为制约采面安全生产和高产高效的主要因素之一。通过介绍三软煤层工作面和煤壁片帮状况,结合煤壁片帮的原因进行分析,对三软煤层工作面煤壁片帮的常规治理措施进行论述,并对从根本上治理煤壁片帮的技术途径和方法进行了探讨,可为三软煤层工作面煤壁防治工作提供借鉴。     

松软厚煤层大采高工作面片帮危险区分类研究

为解决松软煤层大采高工作面煤壁片帮问题，以三元中能煤业3#煤层大采高工作面为例，基于片帮观测、实验室试验、现场条件勘查、PASAT高应力区探测等手段，对片帮诱因进行分析，得出导致煤壁片帮的主要地质因素和开采技术因素。根据片帮原因，将工作面片帮危险区域分为高应力片帮危险区、地质构造片帮危险区、强来压片帮危险区、仰采片帮危险区四类。从降低超前扰动、提升煤体自承载能力的目的出发，针对不同类型片帮危险区提出了优化回采参数、改善支架工况、优化移架方式等具体防片帮技术措施。结果表明，采用防片帮措施后，大采高工作面煤壁片帮面积和深度明显降低，工作面作业环境得到改善，为本矿及周边矿井类似条件工作面安全回采提供借鉴。     

基于大采高仰采面的煤壁片帮数值模拟研究

片帮往往引起冒顶,而冒顶的扩大引起片帮的加深,甚至使顶板破碎,引起支护方式的失效,造成机电事故、支架失稳等现象,严重影响了矿井的安全生产。为了研究大采高工作面煤壁片帮因素,采用UDEC数值模拟软件,分析了不同采高下和不同工作面深度下煤壁最大片帮深度与采高关系以及工作面埋深的关系曲线。研究得出:随着工作面采高的增大,煤壁最大片帮深度也逐渐增大;当采高小于4 m时,最大片帮深度增长幅度较缓,当采高大于4 m时,最大片帮深度增长较快,说明影响煤壁片帮剧烈程度的分界线为4 m;随着工作面埋深的增大,煤壁最大片帮深度也逐渐增加。该研究为预防大采高煤壁片帮提供一定的理论指导。     

综放工作面过陷落柱影响区煤壁片帮防治技术

陷落柱影响区煤岩往往较为破碎,工作面回采过陷落柱时易出现煤壁片帮及冒顶情况,影响工作面安全开采.为保证工作面安全开采,以赵庄二号井2309工作面为工程背景,分析了综放工作面过陷落柱时的应力演化规律和顶板结构特征,通过采取分阶段细化工作面管理和重点区域超前注浆加固的煤壁片帮综合防治技术,有效预防了工作面煤壁片帮和冒顶.现...     

基于层次分析和模糊数学的回采工作面煤壁片帮等级预测

针对目前回采工作面预防与治理煤壁片帮工作的滞后性、盲目性等特点,建立回采工作面煤壁片帮预测体系,通过应用层次分析法和模糊数学的基本原理对煤壁的稳定性进行评判,并为保持煤壁稳定性而采取的控制措施提供依据。     

寺河矿大采高工作面煤壁片帮机理及防治措施

根据寺河矿大采高工作面煤壁片帮的实际情况,通过建立大采高片帮的力学模型,探讨了大采高片帮机理、影响因素及片帮的防治措施。