单体液压支柱工作面底板控制浅析

在对回采工作面支撑系统顶板、支架和底板的控制中,对底板往往重视不够.通过对焦作煤业煤集团公司部分单体液压支柱工作面底板控制的观测和研究,强调了底板比压的测试以及支柱底座尺寸的选择对工作面管理的重要性,并提出了应注意事项.     

单体工作面矿山压力及超前支承压力分布

通过对单体工作面支护顶底板移近量,支柱活柱下沉量,支柱载荷的观测,摸清本矿类似地质条件下的工作面矿压显现规律,掌握顶板来压规律,了解单体柱在使用中的存在问题,确保工作面安全稳产高产。     

回采巷道采动期间底鼓治理方法

为解决采动期间回采巷道底鼓治理难题,在受动压影响的回采巷道底板上由纵向槽钢梁、横向槽钢梁构成的支柱底梁结构,并安装单体液压支柱,将顶板的压力通过单体液压支柱传递到底板,同时利用单体液压支柱本身所具有的高支护阻力,以达到控制底鼓的目的。该方法支护强度高、操作简便、对生产影响很小,是一种有效的采动期间巷道底鼓治理方法。     

单体支柱工作面底板控制设计

本文在顶板控制设计和底板比压研究的基础上，以采煤工作面新的工程质量标准为依据，将单体支柱工作面底板控制设计与顶板控制设计结合起来，既能满足工程质量标准对支柱钻底量控制的要求，又能满足对顶底板移近量限制的要求，避免了过去顾此失彼的现象。最后以实测工作面参数证实底板控制设计方法的正确性。     

测定底板比压 合理选择柱鞋

在回采工作面的控顶范围内，顶板——支架——底板构成一个相互作困的力学系统，在这个系统中，控制顶板不仅取决于顶板压力和支柱工作阻力，还取决于底板的刚度和支柱与底板的接触面积。鉴于我局河西矿区炮来工作面支柱钻底现象比较普遍，我局于1994年4月起，先后对坪湖矿、建新矿、八一矿、尚一矿四个矿的炮采面进行了底板比压测试，根据测定情况设计和选择柱鞋型号、尺寸，以确保单体支柱的最佳支护状态和初撑力的提高。1·测试仪器由于我局河西矿区开采的B。煤层底板化较松软，所以测定时选用BPN静压内注式底板比压仪。它是根据内注式…     

单体支柱工作面底板控制设计

本文在顶板控制设计和底板比压研究的基础上，以采煤工作面新的工程质量标准为依据，将单体支柱工作面底板控制设计与顶板控制设计结合起来，既能满足工程质量标准对支柱钻底量控制的要求，又能满足对顶底板移近量限制的要求，避免了过去顾此失彼的现象。最后以实测工作面参数证实底板控制设计方法的正确性。     

大黄山矿主采煤层底板比压测定与底板分类

本文根据徐州大黄山煤矿单体支柱工作面底板比压测定结果，对底板极限比压、刚度和底板抗压入强度降低的主要影响因素进行了分析，认为控制支柱钻底，如支柱穿鞋等是改善底承压条件的有效途径，在软底工作面，应注意避免底板积水和炮崩动力破坏，据此对本矿区工作面煤层底板进行了分类。     

松软底板采面提高单体支架支撑力的途径

文章对采用单体液压支架维护顶板的回采工作面， 由于底板松软造成支柱钻底、支撑力不足、顶板下沉量大等原因进行了分析探讨， 并针对不同情况提出了预防措施。     

大黄山矿主采煤层底板比压测定与底板分类

本文根据徐州大黄山煤矿单体支柱工作面底板比压测定结果，对底板极限比压、刚度和底板抗压入强度降低的主要影响因素进行了分析。认为控制支柱钻底，如支柱穿鞋等是改善底板承压条件的有效途径，在软底工作面中，应注意避免底板积水和炮崩动力破坏。据此对本矿区工作面煤层底板进行了分类。     

深井冲击载荷下液压支架底板比压分布特性

液压支架的自移性能是保障工作面安全高效生产、提升工作面智能化开采水平的重要因素,而影响液压支架自移性能的关键因素之一即为其底板比压分布特性。为研究冲击载荷作用下深井开采液压支架的底板比压分布特性,首先基于多体动力学分析软件ADAMS建立了液压支架整架的刚柔耦合数值分析模型,其中顶板与底座定义为刚性体,顶梁、掩护梁、四连杆结构处理为柔性体,立柱及平衡千斤顶采用弹簧阻尼系统等效替换。通过在液压支架顶梁上方不同位置分别施加冲击动载,获取了液压支架在不同冲击工况下底座柱窝和前后连杆铰接点处的冲击载荷响应谱。随后基于LS-DYNA软件建立了液压支架底座-底板柔性体数值分析模型,通过将获取的各工况下支架载荷响应谱分别输入底座-底板柔性体分析模型,研究了深井开采液压支架在不同冲击工况下的底板比压分布规律。结果表明,在各冲击工况下液压支架的底板比压均未呈现线性分布形态,而是呈前端沉陷-中部压入-后端翘曲的“V”型分布,其中比压峰值点分布于柱窝附近,且虽然作用于液压支架的冲击载荷形式不一,但在满载失稳条件下支架底板比压危险区域均出现在底座前半部分;冲击载荷出现前后并未改变底板比压的分布特征,但会促使支架各铰接点力响应及底板比压瞬时峰值升高,从而恶化液压支架-底板的耦合状态,不利于工作面底板维护及移架操作,因而深井开采液压支架更应注重其底座结构的设计优化,以降低支架前端比压分布,提升支架的支护稳定性及自移性能。     

摩擦力对液压支架的影响

就摩擦力对液压支架的影响进行了分析 ,认为液压支架的支承力与顶板对顶梁的摩擦力方向并无关系 ,液压支架的支承力由于该摩擦力的存在而提高 ;摩擦力方向对液压支架的稳定性、顶板的管理及支架对底板间的比压有影响。     

基于真实煤层环境的液压支架运动虚拟仿真方法

为解决现有煤矿开采中液压支架无法根据井下煤层环境及时调整支护姿态的问题,提出了一种基于真实煤层环境的液压支架运动虚拟仿真方法。该方法在虚拟软件Unity 3D中基于真实煤层数据点直接生成顶底板煤层环境曲面,并结合液压支架模型对其进行物理组件的添加,实现了液压支架基于重力作用下对底板曲面的自适应贴合。通过对液压支架模型的运动学和煤层顶板曲面数据点的分析,确定出满足该顶板支护状态下的液压支架各部件角度信息值,在虚拟空间中预先实现液压支架对煤层环境运动姿态的调整。最后进行了试验,在试验中构建了煤层顶底板曲面模型,进行了液压支架在试验煤层情况下的支护姿态调整;同时在虚拟环境中生成相应的煤层顶底板曲面,并进行了虚拟环境中液压支架姿态的调整。试验结果表明,利用虚拟软件Unity 3D实现基于煤层环境的液压支架运动参数变化与实际液压支架运动参数变化基本相同。本方法为实现液压支架对围岩煤层环境的自适应调整提供了思路参考和应用实践。     

顶梁加长对液压支架底板比压的影响分析

在综采工作面的机头机尾处会布置过渡液压支架,掩护式过渡架常采用比中间架顶梁加长的结构形式,而底板比压是液压支架的重要技术特征参数之一,因此有必要分析顶梁加长对于底板比压的影响,从而研究过渡架的受力及结构的设计优化。     

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。     

采煤工作面支护测试平台设计

为了解决国内现有液压支架实验台结构简单、加载装置和监测仪器落后,从而无法动态地监测采场顶底板岩石破裂演化规律以及无法自动调节工作面倾角等弊端,设计了一种在液压支架与工作面顶底板作用过程中测试支架工作阻力、顶板压力、顶底板内部裂隙发育、不同架型支架在多种采场环境下支护效果的实验平台;通过信号采集系统和信号处理系统,实时地监测、采集和存储加载力、支架活柱的受力大小以及顶底板岩石内部裂隙的发育和分布情况;经上述方法实现了从微观的角度分析采场支架和围岩的关系。     

厚煤层切顶留巷动载期间临时支护技术现场试验研究

为解决厚煤层切顶留巷动载期间临时支护困难的问题,本文以陕煤集团柠条塔煤矿切顶留巷开采工业性试验为工程背景,分别设计了两种巷道顶板临时支护方案,并对两种临时支护条件下的散体帮顶底板移进量进行了对比分析。结果表明:采用墩式护帮支架比采用单体液压支柱控制顶底板移进量效果更为明显,其提供了更加稳定可靠的支护条件,研究结果为采用切顶留巷开采方式的工程提供了一种厚煤层切顶留巷动载期间临时支护的新思路,对切顶留巷技术的推广具有重要意义。     

两软薄煤层综采面矿压显现规律研究

对两软薄煤层综采工作面液压支架工作阻力进行实时监测,研究了薄煤层工作面在走向和倾向上的顶板压力分布规律,得出其来压动载强度系数为1.28,薄煤层开采来压强度较小;对回采巷道顶底板及两帮移近量进行了监测和分析,得出了薄煤层开采超前支承压力可分为三个区的特征规律。     

液压支架与围岩刚度耦合理论与应用

从刚度耦合方面对液压支架与采场围岩耦合关系进行了研究,给出了液压支架刚度定义并进行了增阻刚度测试,分析了液压支架与煤壁及顶底板刚度耦合关系,建立了相应的耦合方程,修正了现有液压支架支护强度计算公式,将液压支架与采场围岩的耦合关系由目前的定性分析深入到定量研究。结果表明,液压支架增阻刚度主要与立柱刚度有关,液压支架应当与采场围岩条件协调匹配,传统的液压支架支护强度计算是基于煤壁和支架都为刚体的假定前提条件下得出的结论,没有考虑支架刚度、顶板岩性和煤层硬度的耦合作用与影响,计算结果偏低。实践表明,刚度耦合理论能够很好地揭示液压支架与采场围岩的相互作用关系,可以对液压支架设计提供指导。