综采工作面支架初撑力与围岩相互作用关系分析

为掌握综采工作面支架初撑力与围岩相互作用关系,并为支架选型以及围岩控制提供理论依据,采用理论分析和现场观测的方法分析初撑力与围岩相互作用关系。结果表明,初撑力对抑制裂隙体直接顶冒落和增强层状体直接顶整体强度有重要的影响,增大初撑力可以有效防止直接顶冒落;初撑力不仅影响支护体的刚度,而且影响增阻量的分布范围,初撑力越小支架控顶范围内的顶板下沉量越大;提出了工作面煤壁稳定性系数计算方法和影响因素,通过对比分析铁北煤矿2个工作面的矿压数据可知,初撑力较低是导致工作面发生大面积来压的关键因素。     

炮放工作面支架与围岩相互作用关系分析

通过对放顶煤工作面顶煤、单体支柱力学特性分析,得到顶煤的滑移卸载特性和单体支柱的弹塑性模型,建立了支架与围岩相互作用的力学模型,指出放顶煤支架同样存在"限定载荷"、"给定变形"的工作状态。计算得到单体支柱合理的初撑力和支护强度,为单体支柱放顶煤工作面合理支护提供了理论依据。     

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。     

综放工作面支架与围岩相互作用的研究

本文依据放顶煤综采工作面矿压观测结果的统计分析,研究了放顶煤综采工作面支架与围岩的相互作用关系。并对工作面上位岩层垮落时对液压支架形成冲击载荷的可能性,进行了详细的理论分析。在分析论证的基础上,提出了放顶煤综采面冲击载荷形成的判别准则和计算公式,以及放顶煤液压支架合理支护强度的确定原则和计算方法。     

谈切顶支柱工作面的支架与围岩相互作用关系

切顶支柱是适用于全部垮落法顶板管理的一种新型支架。欧、美等国家已广泛使用。在我国尚处起步阶段、近几年才认识到其价值。实践表明切顶支柱的应用可以改善普采工作面的顶板支护状态、实现放顶和移溜的机械化,提高产量和效率,增强安全性。可以预见,切顶支柱在我国将具有广泛的应用前景。 仅以鸡西矿区先后在六个普采工作面使用的三种不同类型的切顶支柱为例:在同样队组、同一煤层、同样的普采装备条件下,使用切顶     

8.8 m超大采高工作面支架与围岩相互作用关系

8.8 m超大采高综采工作面一次开采高度及开采强度大,采场围岩控制困难。采用立柱压力传感器、位移传感器对工作面回采期间支架工作阻力、顶板下沉量进行了全程系统监测,对工作面矿压显现规律、支架工作阻力循环曲线、顶板下沉量及割煤循环内下沉曲线进行了分析,对支架工作阻力、初撑力、支架刚度与顶板下沉关系进行了研究。研究结果表明：超大采高工作面开采具有来压区域性明显、来压急增阻、非来压恒阻、大小周期来压的宏观特征;工作面顶板下沉具有明显的时空差异性,空间上呈现工作面“两端小-中部大”的特征,时间上呈现来压期间大、非来压期间小的特点;工作面支架ΔF-T和顶板下沉ΔS-T均化循环曲线具有高度的一致性,来压期间2者均呈对数-大斜率线性复合增长,非来压期间呈现近常数或小斜率线性增长;顶板下沉与支架工作阻力呈线性对应关系,随支架工作阻力的增加而增大,安全阀开启后,顶板下沉速度明显增大,最大下沉速度为安全阀开启前的4.3倍,安全阀长时开启时顶板下沉速度由急增逐渐过渡至缓增状态,ZY26000/40/88液压支架在来压期间一定时间内可以将顶板下沉控制在一定的范围内,但并不能阻止其继续下沉;初撑力及支架刚度大小对...     

软弱围岩综采工作面支架适应性分析

通过对双龙煤矿1501综采工作面煤层顶板初次来压和周期来压步距、工作面支架支护强度等数据的监测,在分析研究的基础上得到了软弱围岩结构中厚煤层综采工作面矿压显现活动规律,并对工作面支架的适应性进行了分析和探讨。     

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。     

大倾角工作面支架与围岩关系研究

云盖山煤矿一矿22204综采工作面最大坡度26°,为了确保大倾角工作面,液压支架不出现非正常的垮落与滑动,达到延缓顶板的垮落速度,以及将破碎的顶板引导到支架后方的采空区位置处的目的,采用理论分析和试验研究的方法,分析了大倾角工作面支架受力特征与大倾角工作面支架的重心位置关系。研究得出:当工作面煤层倾角不断增加,为了确保液压支架不滑动,需要的初撑力呈现指数增加;当液压支架的支护高度的不断增加,支架重心也随之不断增加,因此支护高度的增加会对液压支架的稳定性产生巨大的影响,研究为大倾角工作面支架设计提供理论依据。     

综采工作面支架与围岩双周期动态作用机理研究

为揭示液压支架与围岩的动态作用机理,将工作面开采过程分为若干个顶板活动周期,将每一个顶板活动周期分为若干个采煤循环周期,在研究支架载荷变化特征的基础上,综合"砌体梁"理论、弹性基础梁理论以及牛顿第二定律,提出了支架与围岩在双周期内的动态作用模型。在顶板活动周期内,研究认为"砌体梁"结构中的关键块A触矸是判断循环末阻力变化趋势的关键节点,关键块A触矸前循环末阻力逐渐增加,触矸后逐渐减小。在采煤循环周期内,研究认为"砌体梁"结构主要由煤壁、液压支架和采空区矸石组成的不同弹性模量支撑体共同承担,根据增阻特征的不同,将采煤循环内支架与围岩的作用过程分为给定变形和给定载荷两个阶段研究,提出了液压支架动态增阻函数,认为在给定变形阶段液压支架时间序列曲线符合对数函数,在给定载荷阶段符合指数函数。通过寺河矿及新元矿综采工作面实测数据分析,认为现场实测与理论分析结果一致。以上研究成果可为顶板灾害预测预报及顶板岩层控制实践提供参考。     

钢管混凝土支架与围岩相互作用关系模型试验研究

为研究钢管混凝土支架与围岩相互作用关系,通过相似物理模型手段,对巷道应力、变形、破坏随外部荷载变化而变化的过程进行分析,研究其规律,采用铝管内灌注水泥砂浆浆液模拟钢管混凝土支架,极大限度地还原钢管与核心混凝土之间的相互作用关系。试验表明,首先钢管混凝土支架支护是一种被动封闭式支护形式,当钢管混凝土支架某部位先发生变形,此部分四分之一圆弧拱矢跨比减小,承受围岩荷载、变形能力降低;当钢管混凝土支架某部位随后发生变形,此部分四分之一圆弧拱矢跨比增加,承受围岩荷载、变形能力增加。先发生位移处通常发生在软弱岩层及围岩压力大的方向,或因施工问题,没有保证钢管混凝土支架与围岩完全贴合处。再者,钢管混凝土被动提供围岩径向应力,使得围岩承受荷载的能力大幅提高。     

大采高综采工作面支架—围岩系统监控

介绍了邢台东庞矿大采高综采面以顶板最大冒高、冒长/面长、初撑力、端面距为独立指标,对支架——围岩系统进行监控的方法。该法有效地降低了支架——围岩系统的事故率,大幅度地提高了工作面产量。     

综采工作面支架选型研究

以山西大同市同忻煤矿为实例,分析了综采工作面的支护设计,并根据分析对支架进行选型,最终选择ZF15000/27.5/42放顶煤液压支架。实践结果表明,所选支架基本满足该矿综采工作面顶板管理的要求,保证了矿井的高效安全生产。     

用计算机预测预报工作面支架—围岩相互作用

目前,大量的长壁工作面采用支撑——掩护式支架控制上覆岩层。研究支架—围岩的相互作用极为重要。本文通过一深部矿井的实测数据,对其观测手段以及支架—围岩的相互作用关系作了讨论和分析。对某些指标,如支柱载荷、支架初撑力、支护阻力增量、顶底板位移量、最大的阻力增率以及位移等作了详细的研究,本文着重强调了认识支架的工作性能以及与其围岩的相互作用对预测预报工作和确保工作面安全的重要性。同时,本文对计算机在预测预报中的应用作了描述。     

浅析支架阻力与围岩活动的相互作用关系

采场顶板控制设计涉及到支架阻力与围岩活动的相互作用关系。大量事实说明，支架工作阻力P与顶底板移近量S(折合成每m采高每m控顶距的移近量)呈双曲线，二者是互相制约的动态变化过程。引用临界阻力概念、确定合理的支护强度、指导工作面控顶设计；分析影响单体支柱工作面支护强度的主要因素，进行支护改革，取得明显效果。……     

综采工作面液压支架-围岩自适应支护控制方法

为增强液压支架适应性、有效应对日益复杂的围岩动态变化,提出综采工作面液压支架-围岩自适应支护控制方法。基于变论域模糊控制方法建立液压支架-围岩刚度、强度及稳定性耦合自适应控制策略,基于MSP430处理器开发自适应控制装置,并进行实验室试验。试验结果表明:控制装置可精确获取支架状态,能够根据外载变化自动调节液压支架的安全阀开启压力、初撑力及立柱、平衡千斤顶压力,保证液压支架处于合理支护状态,控制误差不大于3%。该方法可大幅提高液压支架的适应性,有助于保持工作面液压支架群组-围岩系统的稳定支护状态。