回采工作面顶板自承力原理和岩层控制

简要阐明了顶板自承力原理（简称Ｓ－Ｂ理论）分析了各类直接顶板不同的自承能力及自影响因素，超前支承压力的组成及提高初撑力对降低近煤壁应力峰值的作用，计算了基本失稳不同厚度和直接顶不同抗拉强度条件下，保持直接顶自承能力必需的临界厚度以及临界支护阻力，进一步给出取得支架一围岩力学平衡必需的初撑支护强度和额定支护器的回归公式和理论公式。     

综采工作面支架选型和参数优化

文章简要总结了综采工作面支架选型和支护阻力优化选择问题,提出应根据直接顶、基本顶和底板的类级构成的围岩组合特征选定支架的结构形式。在给定的条件下,必需的支护强度可通过回归公式选定,也可用理论公式进行估算。此外,文章还给出了直接顶不同断裂角和稳定以上顶板支护强度的计算公式,这与实测结果相当吻合。     

单体支柱工作面冒顶原因及其控制途径

统计了阜新矿区单体工作面冒顶形态,地点和时间的一般情况。分析了冒顶基本原因,认为围岩应力变化造成顶板超前切割破坏,悬露后敌离滑落,顶板岩层强度被削弱,空顶距及推进速度大小等是直接影响顶板稳定性的因素,初撑力和支柱钻底对支撑能力和冒顶有本质影响。提出控制措施是根据临界空顶距确定支护方式和提高初撑力,并进行了分析。     

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。     

支护质量监测指标的简化

当前推广应用的单体支柱工作面支护质量与顶板动态监测,井下量测工作量太大,需用的测工也太多。若能求出各种顶板情况下的合理初撑强度,就能够简化量测工作。根据主动控项原理,先按最大限度消除压、漏、推冒顶隐患的控顶目标,寻求各种顶板条件下的合理支柱初撑力及密度,再在支护质量与顶板动态监测实践中或调压试验中,最终确定又能保持顶板处于良好状态这个控顶目标的合理支柱初撑力及密度。两者的乘积即是合理初撑强度。     

准北两煤层回采面顶板管理标准

回采工作面顶板管理标准就是能消除冒顶隐患,保证顶板处于良好状态的支护参数值。本文认为,在现阶段顶板管理标准可归结为初撑强度。通过采用主动控顶原理,对淮北局五号及十号煤层进行控顶设计,并确定了各自的初撑强度,实践证明,所确定的顶板管理标准是合理的。     

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…     

沿空留巷顶板稳定性分析及其控制

 根据沿空留巷上覆岩层的后期活动规律，将顶板变形视为“给定变形”，建立顶板力学模型，采用变分法，推导顶板下沉量计算公式。依据具体的地质力学参数，验证力学模型的合理可行性，并研究分析顶板下沉量与各影响因素之间的定量关系。通过分析表明，在直接顶弹性模量较大时，巷旁支护阻力的变化对顶板下沉量影响不大；在直接顶弹性模量较小时，巷旁支护阻力对顶板下沉量影响较大。直接顶厚度在3~11.5m范围内变化时，随着直接顶厚度增加，顶板下沉量明显减小。当巷内和巷旁支护阻力较高时，顶板下沉量随着直接顶弹性模量增大而明显增大；当巷内和巷旁支护阻力较小时，直接顶弹性模量的变化对顶板下沉量影响较小。顶板下沉量与巷道宽度、煤层厚度、巷帮塑性区宽度、顶板旋转角度成线性增大的关系，与巷帮煤体残余强度、充填体宽度成线性减小的关系，与巷帮煤体弹性模量成反比例关系。根据各影响因素与顶板下沉量之间的关系，提出巷内支护采用“分期联合支护”，巷旁采用“超前复合加固”等控制沿空留巷顶板稳定性的措施。     

Z12519综放工作面来压步距及支架支护强度的分析

为合理确定Z12519工作面的直接支护强度,采用理论分析的方法首先确定顶板岩层的结构模型,计算得到顶板运动的相关参数,采用断裂力学理论计算得到直接顶垮落、基本顶来压和正常回采期间的压力。最后根据顶板压力和支架支护强度支架的关系,确定了不同开采过程中的支架支护强度。     

综放面端头顶板稳定性研究

运用UDEC(Universal Distinct Element Code)建立了综放面端头稳定性模型,分析了直接顶强度、直接顶厚度、煤层强度和端头顶板稳定性的关系,得出了直接顶为松软顶板,随采随落,不能形成自稳结构;直接顶厚度增大时,端头巷道顶板下沉量增加;随着煤层强度增大,端头巷道顶板下沉量减小的结论。为生产实践提供了理论参考。     

浅埋煤层大采高工作面顶板结构分析

浅埋煤层大采高工作面应用普遍,其顶板结构理论和支护阻力计算有待深入研究。大采高工作面随着采高增大,顶板冒落带高度增大,部分地质基本顶具有等效直接顶特征。根据等效直接顶垮落充填程度的不同,将等效直接顶分为3种类型,常见的是一般充填型,基本顶将形成高位台阶岩梁结构。在实测和模拟研究的基础上,考虑顶板破断角,建立了浅埋煤层大采高"斜台阶岩梁"结构模型,给出了支架工作阻力的计算公式。最后,实例分析了等效直接顶厚度、基本顶关键块长度、基本顶关键块厚度对支架支护阻力的影响,验证了公式的可靠性。     

皖北矿区综采工作面软弱围岩液压支架耦合性能分析

针对皖北矿区软弱围岩特性,分析了不同位置软弱围岩的运移规律,得出其对工作面支护的影响作用从强到弱依次为直接顶、底板、煤层和基本顶;基于综采工作面软弱围岩液压支架强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合分析,得出了软弱围岩综采工作面支护强度确定需要考虑顶板支护、围岩完整性控制两个方面,提出合理的液压支架初撑强度确定方法,完善了软弱围岩综采工作面液压支架设计要求。开采实践可知,液压支架设计合理能够满足软弱围岩综采工作面开采要求。     

厚煤层悬移支架采煤工作面坚硬顶板的有效控制

悬移支架支护工作面采用加固支架、架上铺设金属网假顶辅以煤体预注高压水控制顶板离层,解决了坚硬顶板工作面在悬移支架操作过程中初撑力小、支护强度不够等问题.分析了教学二矿31161工作面在支护方面存在的问题,采取煤层及顶板注水、铺设假顶和悬移支架下采用木垛、戗棚等特殊支护加固支架等措施,达到了预期目的.     

煤矿工作面坚硬顶板安全支护技术研究

针对煤矿工作面坚硬顶板在煤层开采后形成的悬顶的支护和安全垮落问题,对坚硬顶板工作面的开采特点进行分析,并对坚硬顶板的安全断裂条件进行理论推导,得出提高支架初撑力和支护阻力可避免坚硬顶板在控顶区内断裂的结论,随后对坚硬顶板的支护原则和相关支护参数进行了计算,本文研究成果对煤矿工作面支架的选项和布置具有积极指导意义。     

露天边帮煤井工长壁综放开采工作面顶板压力计算

受露天矿剥离和内排回填的影响,采用井工长壁采煤法回采露天矿边帮煤的采煤工作面的顶板结构、覆岩活动规律、矿山压力显现规律与常规井工矿井地层条件下的工作面相比存在显著差别,因此,顶板压力计算方法也需要根据露天矿边帮煤特殊的顶板覆岩结构特点和应力场环境进行理论和实验研究。以黑岱沟露天矿一采区西帮和南帮煤为研究对象,分析其边帮煤层顶板覆岩结构特点。对于经过内排回填,且剥离较多的低台阶处煤层仅保留较薄且强度较低的基岩顶板,其上覆盖厚层的松散排土。这种软弱薄基岩厚松散覆盖层的顶板本质上不存在关键层,露天矿台阶下保留的软弱薄基岩仅仅作为井工长壁工作面的直接顶提供有限的保护作用。由于厚层的松散排土载荷作用,软弱薄基岩的破碎也较为严重。按照传统的矿山压力理论,这种不存在关键层的软弱薄基岩厚覆盖层的顶板压力应当按照支架上方全部岩层重量进行计算。然而,根据相似材料实验结果显示,支架实际受压比其上方岩层重量小得多。实验证明在没有关键层的顶板岩层中仍然存在某种保护结构。根据实验观察和矿山压力理论分析,结合放矿理论,提出了软弱薄基岩厚覆盖层的椭球拱结构和直接顶自承能力相结合混合力学模型。在露天矿边帮下煤层还存在另一种未进行内排回填的薄基岩无覆盖层的顶板覆岩类型。对于这种顶板覆岩类型,提出了薄基岩无覆盖层的台阶式悬臂梁结构和直接顶自承能力的混合力学模型。本文总结了露天矿边帮煤层3种顶板覆岩类型,推导建立了露天边帮煤井工长壁开采工作面3种顶板结构条件下的顶板压力计算解析公式。按照软弱薄基岩厚覆盖层的椭球拱结构和直接顶自承能力相结合混合力学模型计算的顶板压力与相似材料实验结果相吻合。考虑了直接顶自承能力计算的顶板压力比传统不考虑直接顶自承能力的顶板压力小约14%。采用实验和理论分析方法,对露天边帮煤井工长壁工作面开采过程顶板垮落、覆岩活动,顶板压力计算等矿山压力问题进行了系统研究。     

单体柱式临时支护技术改进及应用

风动增压装置在轻型单体柱式临时支护中应用后,轻型单体支柱能迅速达到初撑力,对空顶区顶板进行主动支护,防止伪顶或直接顶在掘进施工期间掉入工作区域伤害作业人员。在顶板高低不平、压力水水压小等条件下,风动增压装置能增加压力水水压,使钢带紧贴顶板,充分发挥锚网带联合支护效果。     

液压支架合理初撑力确定的分析研究

合理确定支架初撑力，对于维护顶板稳定、减少顶板事故、保证安全生产和提高经济效益具有十分重要的意义。在详细分析液压支架初撑力与直接顶相互作用机理的基础上，对支架合理初撑力的确定进行了分析研究，提出了合理支架初撑力的确定方法。     

大断面煤巷锚杆锚索联合支护的应用

锚杆支护是一种先进的支护技术，它利用锚杆、锚固剂及其护表构件给围岩一定的支护强度，与围岩组成支护体系，承受各种围岩应力和采动应力，达到支护的目的。锚杆支护与传统的棚式支护相比具有初撑力高，承压能力强，增阻速度快，围岩自身得到加固，能充分发挥围岩自承能力等优点，并且具有运输方便，操作便捷，劳动强度低，     

单体支柱工作面特种支柱支护密度探讨

单体液压支柱因其初撑力高，恒阻，承载力均匀，支撤速度快、安全、高效等优点在回采工作面广泛采用，单体液压支柱能够有效及时地控制顶板，但在直接顶初次垮落期间，由于没有认真分析直接顶自身运动规律，常发生单体面推垮事故，这就是说采场围岩破坏的基本规律不因支柱支撑能力大小而改变，因此对单体受力进行力学分析，找出单体柱受力状态，提出特种支柱的支设条件、支护密度、计算方法，从而保证单体的支护强度和支架稳定性。实践证明，采用上述理论数据，不但避免了单体面推垮事故的发生，而且降低了不必要的单体投入，提高了单体柱的使用率，降低了维修费用，提高了经济效益。     

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。