土层覆盖下浅埋煤层工作面支架选型研究

基于支架工作阻力与顸板最终下沉量的“P-△L”双曲线关系,采用数值模拟计算方法,同时考虑相似模拟试验结果,研究土层覆盖下浅埋煤层工作面的矿压显现规律．结果表明：土层覆盖下浅埋煤层工作面初次来压时只有关键层破断垮落,支架载荷并不大,随着工作面推进顶板垮落向上发展至地表,从而在工作面与地表形成贯通裂隙时,支架阻力才最大．最终确定了陕北南梁煤矿土层覆盖下浅埋煤层20115工作面的支架工作阻力为6500kN,为南梁矿综合机械化开采的工作面支架选型提供技术依据．     

土层覆盖下浅埋煤层工作面支架选型研究

基于支架工作阻力与顶板最终下沉量的“P-△L”双曲线关系,采用数值模拟计算方法,同时考虑相似模拟试验结果,研究土层覆盖下浅埋煤层工作面的矿压显现规律．结果表明：土层覆盖下浅埋煤层工作面初次来压时只有关键层破断垮落,支架栽荷并不大,随着工作面推进顶板垮落向上发展至地表,从而在工作面与地表形成贯通裂隙时,支架阻力才最大．最终确定了陕北南梁煤矿土层覆盖下浅埋煤层20115工作面的支架工作阻力为6500kN,为南梁矿综合机械化开采的工作面支架选型提供技术依据．     

浅埋煤层工作面液压支架工作阻力的确定

陕北神木大砭窑矿5-2煤层埋深83 m,表土层厚度43.8 m,属于典型的浅埋煤层.本文采用最新开发的应力应变全程相似模拟技术,揭示了工作面顶板初次垮落步距为30 m,周期来压步距为20 m,充分采动距离为60 m.预计了工作面来压期间工作阻力为6300～7119 kN/架.最后,采用浅埋煤层"台阶岩梁"理论和工程类比方法,验证并确定了合理的支架支护阻力.     

浅埋煤层开采矿压显现规律相似模拟实验研究

利用相似材料模拟实验技术,对陕北毛乌素沙漠下浅埋煤层长壁开采时矿压显现和支承压力分布规律,上覆岩层破坏规律进行了模拟研究,从灾变危险性发展的动态过程出发,可以捕作到支承压力大小及位置变化信息,以此作为来压判据.     

浅埋煤层开采矿压显现规律的相似模拟

利用相似材料模拟实验技术，对陕北毛乌素沙漠下浅埋煤层长壁开采时矿压显现和支承压力分布规律，上覆岩层破坏规律进行了模拟研究，从灾变危险性发展的动态过程出发，可获得支承压力大小及位置变化信息，以此作为来压判据。     

浅埋煤层工作面覆岩运动规律相似模拟实验研究

针对羊场湾煤矿煤岩力学性质,采用实验室相似材料模拟对综采工作面围岩应力演化规律进行了深入研究,分析了直接顶与老顶的覆岩垮落特征,得出工作面来压步距和支架受力状态,这对有效控制覆岩活动,科学的指导实践有着积极的作用.     

浅埋煤层合理支护阻力实测统计分析

浅埋煤层综采工作面支架载荷大小不仅与覆岩岩性与结构组合及其活动规律有关,而且还与煤层采高有关.尽管覆岩岩性与结构组合相同,煤层采高不相同时,支架载荷大小也将不同.由于不同开采条件下覆岩岩性与结构组合及其活动规律的差异很大,并且对某些特定条件下的覆岩活动规律仍然没有完全掌握,现有的矿压理论和有关支架工作阻力确定方法,尚不能准确定量计算支架载荷和工作阻力大小,基于工作面大量实测进行分析,则得出浅埋煤层大采高综采面合理的支架阻力.     

浅埋煤层大采高工作面矿压显现规律及支架工作阻力研究

为了研究浅埋煤层大采高工作面矿压显现规律并确定其合理的支架工作阻力,选取神东大柳塔煤矿5^-2煤503工作面作为研究对象,通过薄板理论以及现场实测矿压数据对浅埋煤层大采高工作面矿压显现的规律进行了研究,并结合2种不同的理论计算公式对支架支护阻力进行分析。结果表明:52503工作面初次来压步距为64.4 m,与基于薄板理论计算得到初次来压步距61.7 m基本一致;正常回采期间周期来压步距在7.65～29.75 m之间波动,平均为19.16 m,动载系数1.45～1.57,平均为1.50,矿压显现强烈;来压期间工作面沿倾向方向的支架阻力呈"凸"型分布,其中工作面下部支架阻力约为中部的69.8%,工作面上部支架阻力约为中部66.5%;基于2种支护强度理论计算得到的工作阻力分别为17 871 kN和19 890 kN,均小于额定工作阻力为21 000 k N的ZY21000/36.5/70D型液压支架,能够满足工作面上方顶板压力的支护要求。     

浅埋煤层长壁开采支架阻力及安全界限

依据浅埋煤层矿压显现特征,给出浅埋煤层长壁开采工作面支架合理工作阻力及安全界限的确定方法。工作面支护强度的提高,相当于增加关键层下方工作面处的变形刚度k值,可使基岩层关键层破断距有所减小,顶板的破断位置偏向采空区,顶板台阶下沉范围和下沉值均减小。     

浅埋煤层群采场周期来压顶板结构及支架载荷

现场勘查发现,神府矿区浅埋煤层群间隔岩层厚度大多在15～45 m时,间隔岩层易存在单一关键层结构。文章通过现场实测得出了浅埋煤层群开采周期来压的基本特征:来压步距减小、强度增大、煤壁片帮严重,动载现象、台阶下沉现象和大、小周期来压现象明显。物理相似模拟实验揭示了间隔岩层关键层与上煤层已扰动关键层同步与非同步破断的大、小周期来压机理,发现了间隔岩层关键层与已扰动关键层共同形成的"梁-拱-壳"结构形态,给出了上煤层已扰动关键层结构形态的判别方法,得出了浅埋煤层群开采顶板周期破断可形成"台阶-台阶"、"砌体-台阶"、"砌体-砌体"的基本结构。综合建立了浅埋煤层群开采间隔岩层周期破断结构与力学模型,给出了支架受动静载荷作用的工作阻力计算方法,并得到了现场验证。     

Roof structure theory and support resistance determination of longwall face in shallow seam

Introduction　　IntheprocessofexploringthegreatshallowcoalfieldinNorthShaanxiProvince ,theintensityroofweight ingbehavior ,suchasbigroofstepsubsidenceatcoalface ,greatdynamicpressure ,etcarerevealed .Inthebe ginningof 90’s ,wehadmadeinitialresearchonthelawoffacesupportpressureandroofmovementoflong wallfaces[1,2 ] .Attheendof 90’s ,themechanismofroofweightingandtheroofstructuretheoryhadbeencarriedout .Finally ,tworoofstructuremechanicalmodelswereadvanced ,oneisthestructuremodelofasym metrya…     

特厚煤层综放开采支架工作阻力的确定

采用理论分析的方法对特厚煤层综放开采顶板岩层所成结构及支架工作阻力进行了研究.根据特厚煤层综放开采顶板岩层形成的“悬臂梁-铰接岩梁”结构,给出了直接顶、基本顶的新概念及判据;得出了特厚煤层综放开采支架工作阻力的解析计算式,并进行了实例验证.最后对所选架型现场的动态承载特征及其适应性进行了分析.结果表明：依据支架工作阻力解析式计算结果所选架型可靠性高、支架运行合理,利用率高,对工作面顶板条件适应性较好。     

浅埋特大采高工作面矿压规律及支护阻力确定

基于大柳塔煤矿52304工作面的矿压实测数据,分析了近浅埋煤层7 m特大采高工作面的矿压显现规律。工作面初次来压步距为73.3 m,周期来压步距平均为16.0 m。周期来压步距呈现"两端大、中间小"的特征,来压持续长度呈现"两端小、中间大"的特征。工作面来压时,中部矿压显现强烈,支架动载系数为1.58,支护阻力高达18 000 k N;而工作面两端支架受力较小,为12 000 k N。非来压时,工作面支架工作阻力一般为12 000 k N,分布较均匀。采用大采高"斜台阶岩梁"结构计算法和实测统计法,计算了合理的支架工作阻力,表明原工作面支架工作阻力偏低。实践表明,采用大采高"斜台阶岩梁"结构计算得出的合理支架工作阻力符合实际,为大采高工作面支架选型提供了依据。     

沙土质型冲沟发育区浅埋煤层长壁开采支护阻力的确定

基于沙土质型冲沟坡体下浅埋煤层长壁开采顶板结构承受非均匀载荷的基本特征,采用理论分析与现场实测的方法,以工作面背沟推进为主要方式,将冲沟坡体及其形态纳入顶板结构控制当中,结合冲沟坡体下开采基本顶初次破断与周期破断时的顶板结构力学模型,按给定失稳载荷状态,分析了工作面来压期间的“支架－围岩”作用关系模型,得到了控制顶板结构滑落失稳的支护阻力。结合具体工作面地质条件,分析了支架工作阻力随工作面推进的变化特征,给出了支架支护阻力算例,针对该工作面支架支护阻力进行的现场实测结果验证了该方法的可靠性。     

近浅埋煤层大采高工作面双关键层结构分析

根据实测统计分析,近浅埋煤层大采高工作面支架载荷普遍较大,且随采高增大有增加的趋势,工作面来压存在大小周期,厚度较大的等效直接顶静载是工作面支架的基本载荷。通过物理模拟实验,揭示了大采高工作面直接顶变厚和顶板结构铰接点上移的机理,提出了"等效直接顶"的定义,建立了近浅埋煤层大采高工作面顶板"双关键层"理论。近浅埋煤层大采高工作面顶板主要表现为"双关键层"结构,根据等效直接顶对采空区的充填程度,双关键层顶板结构分为"双砌体梁"和"斜台阶岩梁-砌体梁"两类,常见的是"斜台阶岩梁-砌体梁"双关键层结构。建立了双关键层顶板结构模型,揭示了工作面出现大小周期来压的机理,给出了支架初撑力和工作阻力的计算公式,可为近浅埋煤层大采高工作面顶板控制提供理论依据。     

浅埋煤层关键层研究

根据浅埋煤怪的特点,提出了覆岩全厚整体台阶切落的判断公式,补充了关键层理论在浅埋煤层应用中的判定准同。分析了不同覆岩岩层关键层的层位,指出地表厚松散层浅埋煤层覆岩中两层坚硬岩层均为关键层,为其长壁工作面来压剧烈的原因提出了供理论依据。     

保德煤矿81504综放面支架工作阻力适应性分析

以煤层顶底板岩层力学参数为基础结合上覆岩层运移规律,研究工作面直接顶的岩层组成、顶板运动参数,构建合理的顶板结构模型.对顶板结构模型进行力学分析,定量的计算工作面支架的支护强度.已采81305工作面工程实践表明,工作面直接顶由3层岩层构成,直接顶总厚度为17.2 m,工作面老顶以粗粒砂岩为主,厚度6.7 m,工作面直接...     

浅埋煤层大采高工作面矿压规律及顶板结构研究

基于对榆神府矿区的大量实测分析,得出大采高工作面支架阻力随采高的增大呈现非线性增大,在采高增大到6 m后支架载荷迅速增大。支架动载系数随采高的变化不大,一般为1.4左右。工作面顶板来压步距随采高变化不大,初次来压步距35~70 m,周期来压步距9~20 m。顶板垮落带高度为采高的2~4倍,随采高的增大线性增大。工作面超前支承压力峰值随采高的增大略有降低,峰值位置与煤壁距离约为采高的2倍。根据现场实测和物理模拟分析,大采高工作面顶板形成"厚等效直接顶",使基本顶关键层铰接结构层位上移。根据直接顶充填条件,可分为充分充填型和一般充填型两类。针对常见的一般充填条件,提出了大采高工作面顶板的直接顶"短悬臂梁"结构和基本顶关键层"高位斜台阶岩梁"结构模型,给出了工作面额定支护阻力的计算公式,揭示了大采高工作面来压机理。最后,对理论计算公式进行了实例验证。     

厚硬顶板条件下支架合理工作阻力确定

针对乌兰木伦煤矿3-1煤四盘区开采中的两起压架事故,通过31402工作面后续开采阶段的矿压实测,结合厚硬顶板破断块体结构的稳定性分析,对后续综采面支架合理工作阻力进行了预计。保障了31403工作面安全高效生产,为神东矿区类似条件下综采面的支架选型提供依据。