浅析单体液压支柱初撑力不足的原因及对策

通过对桥头二号井井筒煤柱回采工作面的支柱初撑力长期测压观察,发现支柱的初撑力普遍较低,一般合格率只有50%～70%.由于支柱初撑力低,支柱对顶板的早期支护能力大大减弱,极易造成顶板岩层过早离层,诱发顶板冒落.初撑力低是单体液压支柱工作面发生顶板事故的主要原因.分析初撑力不足的原因,采取提高初撑力的措施,是单体液压支柱工作面顶板管理的重要内容.     

单体液压支柱初撑力低的原因分析

单体液压支柱初撑力低,支柱对顶板的早期支护能力将大大减弱,极易造成顶板岩层过早离层,诱发顶板冒落.通过对安阳大众公司12081回采工作面单体液压支柱初撑力测试,汇总了造成单体液压柱初撑力不足有4个方面30多个影响因素.分析了其中主要影响因素的原因所在.     

复合顶板工作面初放推垮型冒顶的原因与对策

皖北煤电公司刘桥二矿是年产量为120万t的中型矿井。该矿现主采的六一、四二采区内局部煤层顶板为复合顶板。在复合顶板下进行工作面初次放顶时，多次出现推垮型冒顶事故。复合顶板由下软上硬岩层组成，下 部软岩易与上部硬岩层离层。复合顶板工作面初放发生推垮型冒顶的原因是软岩层发生离层，出现断裂，产生滑动。防止复合顶板工作面初放发生推垮型冒顶冒的条件。本文通过对刘桥二矿六一采区619工作面初次放顶推垮型冒顶原因的分析，结合该矿回采经验，总结出复合顶板工作面初放推垮型冒顶的特点和预防对策。     

基于顶板离层理论的液压支架初撑力设计

初撑力在煤矿工作面液压支架参数中具有重要的地位,其对顶板控制的重要性已得到普遍认同。通过直接顶与老顶之间关系,建立叠合超静定梁的离层力学模型,求解液压支架的最佳初撑力范围,指导煤矿实际生产,可以减少顶板离层,增加顶板的稳定性,同时减少了支护成本,提高了采矿工作面的安全性。     

多软弱夹层的巷道顶板稳定特性及支护设计

建立了多层软弱夹层条件下巷道坚硬层状复合顶板的力学模型,分析了其结构特征、离层破坏机理及判据,基于关键层理论、组合梁理论和悬吊理论的基本原理提出了巷道顶板锚固支护参数的计算方法。研究表明:含多个软弱夹层的坚硬复合顶板由于顶板岩层的离层导致顶板刚度降低从而致使顶板下沉、破裂、冒落;顶板岩层的离层状况主要由各层的弯曲挠度的差异性所决定;通过锚杆形成的顶板组合梁需要具备足够的组合强度,否则很容易和老顶发生离层并造成岩梁两端发生弯曲断裂或剪切破坏而形成简支梁结构,最终使岩梁失稳冒落;合理的顶板锚固参数尤其是预紧力设计对于控制巷道顶板岩层的失稳作用明显。     

液压支架初撑力与工作面矿压显现关系研究

针对铁北矿右三片工作面压架事故中暴露出来的支架初撑力较低的问题,采用现场实测、理论分析等手段,实测得到了工作面约60%的支架初撑力小于3 000 kN,分析了支架初撑力对顶板下沉量、支架工作阻力、动载系数的影响关系。研究表明支架初撑力对控制直接顶稳定性和减少顶板破坏程度具有重要作用,初撑力较低会导致顶板的早期离层与破碎,高初撑力有利于支架性能的充分发挥,保障工作的安全、高效生产。     

厚硬火成岩下采动离层发育规律与判别方法

针对在厚硬火成岩顶板下的采煤工程实例,理论分析了离层空间形成的机理与条件,并对研究区首采面"空腔型"离层空间位置进行判别;采用数值方法和光纤监测技术对厚硬火成岩下离层空间的演化与覆岩变形特征进行了过程模拟和动态监测分析。研究表明:首采面顶板覆岩共发育5处"空腔型"离层;上覆硬岩运移过程可分为下部支撑、底部离层扩展、失稳运移、离层闭合4个阶段;光纤监测结果在离层位置拉应力值逐渐增大,当离层上覆岩层受自重应力而失稳时,离层由下位岩层逐渐向上位岩层发展,直至发育到上位火成岩为止,这与数值模拟、理论判别结果相一致。     

哈拉沟矿排矸巷复合岩层顶板稳定性分析

针对哈拉沟煤矿排矸巷复合岩层顶板离层的问题,结合复合梁挠度的相关理论,及相关文献中的复合岩层分析过程,建立复合岩层的弯曲挠度方程。并对其顶板自下而上进行挠度计算。通过计算结果分析,排矸巷复合顶板第1层将发生离层。根据分析结果,提出哈拉沟煤矿22404排矸巷在复合岩层顶板条件下锚杆+锚索+金属网的联合支护方案。数值模拟和现场监测结果证明,该支护方案是合理的。     

复合顶板高档普采工作面端面控顶技术的研究

复合顶板有其自身的特点，其中最显著的特点是顶板很容易离层，由此造成端面顶板很容易漏冒顶。在现有单体液压支柱的情况下，通过提高支柱初撑力，完全能解决支护区的顶板离层问题。有针对性地采用工字钢长梁进行一梁二柱的棚式支护试验，使其端面距变为零，同时保证端面支护的及时性、可靠性，从而有效地控制端面顶板的漏冒事故。     

HSY-3型液压升柱器

提高金属支柱的初撑力是一项急待解决的问题。首先因为初撑力可保持初期暴露顶板的完整性,不然将会产生过大离层或过早断裂,给后期顶板维护造成极大困难;其次初撑力能保证支柱的稳定性,使支柱受到震动或侧向压力时不致倾倒;第三初撑力还可消除支柱与顶底板接触不良的状况,使每根支柱都能发挥支承作用;第四当工作面支柱初撑力大体均衡时,还可避免或减少个别支柱的超载现象,有利于提高支柱的使用寿命。     

加强单体液压支柱的初撑力管理 提高单体液压支柱支护效果

1前言单体液压支柱（以下简称支柱）的推广使用，极大地改善了顶板管理条件，不仅减轻了工人操作的劳动强度，更重要的是降低了顶板事故，促进了矿井安全生产。在支柱使用过程中，初撑力是涉及到支护效果的一项重要技术指标，现场中因支柱初撑力达不到要求而诱发的顶板事故常有所见，特别是直接顶破碎的采煤工作面，因支柱初撑力低而引起直接顶离层导致推垮型冒顶，对安全生产的威胁十分突出。可见确保支柱有足够的初撑力，不仅能充分发挥其支护效能，而且对促进矿井安全生产有着重要的现实意义。2支柱初撑力现状部颁《采煤工作面质量标准及…     

基于损伤分析的复合顶板煤巷离层判定

针对复合顶板极易离层张拉破坏而失稳的特点,基于围岩的损伤分析,给出复合顶板离层判定模型。该模型采用Weibull统计函数和Mises屈服准则,解析围岩损伤参量,结合复合顶板岩层挠曲计算式,由下向上逐层判定复合顶板离层位置,并计算离层值。计算结果表明,该模型成功地应用于复合顶板离层判定,与现场实测值误差仅3%。     

深部巷道复合顶板全锚索一次支护研究

城山煤矿一采区3B煤层右0巷顶板为复合顶板岩层,为解决城山巷道顶板易离层冒顶的问题,提出了新型的巷道复合顶板全锚索一次支护方案。采用弹塑性基本理论分析了锚索加固机理,指出了高预应力全锚索大幅提高支护结构的早期支护强度与刚度,有效控制复合顶板的离层和下沉,高预应力为复合顶板岩层提供了法向约束应力,明显改善了顶板岩层应力状态。针对右0巷顶板岩层岩性及分层状况,运用数值模拟和现场实测的分析方法综合评价了巷道复合顶板全锚索一次支护效果,分析了掘进、回采期间顶板下沉及锚索承载规律,掘进期间顶板最大下沉量为34 mm,回采期间顶板最大下沉量为63 mm。现场试验表明:全锚索一次支护对控制深部复合顶板变形效果十分显著,为深部复合顶板巷道支护提供了参考。     

大采高液压支架适应性与稳定性分析

为研究大采高液压支架的适应性和可靠性,基于大采高工作面矿压显现及顶板运移规律,采用理论计算和数值分析的方法,探讨了合理工作阻力和初撑力的确定,分析了支架稳定性影响因素。研究表明:适当提高液压支架工作阻力有利于减缓煤壁片帮和顶板破碎;提高初撑力能有效减小顶板初始下沉量,避免顶板离层;减小四连杆机构各部件的轴孔配合间隙能够增强支架本身的抗偏扭能力;大采高支架底座越宽、支架中心越低、初撑力越大,适应的倾角越大,稳定性越好。     

提高液压支架初撑力的途径

液压支架的初撑力是支架对顶板主动的初始支撑力。它的作用是保证支架的稳定;阻止或限制直接顶的离层和破碎;使支架上下方的垫层如矸石、浮煤等压缩,加强支撑系统刚度;减少顶板早期下沉和循环下沉;提高支架对顶板的实际支撑能力,从而有效地管理顶板。因此,初撑力是液压支架最重要的技术参数之一。     

巷道复合顶板变形破坏特征与冒顶隐患分级

煤层顶板岩性复合及分层厚度变化大,稳定性差异显著。针对巷道层状复合顶板条件,采用现场探测、数值模拟、理论分析等方法,研究了顶板岩层结构分类、顶板变形破坏特征与平衡结构及冒顶隐患评价。研究表明:巷道复合顶板岩层结构可分为坚硬岩层、软弱岩层、下软上硬、下硬上软、软硬渐进、硬软相间及软硬相间等7个类型。对于较差的顶板岩层结构,在层面和节理影响下,巷道顶板下位分层形成离层、随动稳定状态的铰接岩块结构及亚稳定状态的裂隙弯曲结构,其范围和承载能力与顶板岩层结构类型有关,顶板变形和锚索延伸量呈现不协调性。采用锚索是否破断失效作为分级指标,建立了冒顶隐患的分级方案,划分了典型顶板岩层结构的隐患等级,对3个级别的冒顶隐患进行了安全评估。     

采动巷道复合顶板离层破坏机理与预测方法

复合顶板产生的离层破坏对巷道顶板整体稳定性起着较大的控制作用,针对巷道离层破坏机理不明、难以预测等问题,以赵固一矿复合顶板回采巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场探测和现场工程试验等综合研究方法,揭示巷道复合顶板离层破坏机理,获取不同软弱岩层位置和不同应力环境条件下的顶板离层区分布特征.结果表明:采动巷道塑性区...     

深部巷道复合顶板全锚索一次支护研究

城山煤矿一采区3B煤层右0巷顶板为复合顶板岩层，为解决城山巷道顶板易离层冒顶的问题，提出了新型的巷道复合顶板全锚索一次支护方案。采用弹塑性基本理论分析了锚索加固机理，指出了高预应力全锚索大幅提高支护结构的早期支护强度与刚度，有效控制复合顶板的离层和下沉，高预应力为复合顶板岩层提供了法向约束应力，明显改善了顶板岩层应力状态。针对右0巷顶板岩层岩性及分层状况，运用数值模拟和现场实测的分析方法综合评价了巷道复合顶板全锚索一次支护效果，分析了掘进、回采期间顶板下沉及锚索承载规律，掘进期间顶板最大下沉量为34 mm，回采期间顶板最大下沉量为63 mm。现场试验表明：全锚索一次支护对控制深部复合顶板变形效果十分显著，为深部复合顶板巷道支护提供了参考。     

液压前连杆式支架对顶板岩层水平力控制研究

论述了刚性四连杆液压支架在初撑或顶板下沉支架恒阻让压时，由于受四连杆运动轨迹的限制，造成支架顶梁的运动与顶板岩层的移动规律不相适应，使两者间相对滑动而产生大小、方向均在变化的水平力，该水平力诱发顶板岩层的破碎。限制水平力，保持顶板的完整性，是研究的主要内容。     

CBF型初撑力保证阀在液压支架中的应用

１引言在实际生产中,由于种种原因,液压支架的初撑力往往达不到设计的６０％,普遍存在初撑力不足的现象,从而造成顶板提早离层,压力超前,煤壁片帮,掉顶严重,使顶板管理条件恶化,危及工作面的安全生产。为了改善顶板管理现状,提高和保证液压支架的初撑力,提高采煤机开机率,我们在液压支架中,应用了ＣＢＦ型初撑力保证阀（以下简称：初保阀）,取得了很好的效果,现简介如下。２初保阀的特点和工作原理（１）特点ＣＢＦ型初保阀是由双液控两位两通阀及１～２只单向阀组成的。该阀功能齐全,操作简单,动作可靠,维护方便。它有四…