苏联和外国回采工作面支架的现状及其发展前景

在矿山回采机械的创制当中,使用各种类型的支架来控制顶板,是一个主要问题,因为用于控制顶板的劳动量要占用回采工作总劳动量的30—50%。此外,坑木损耗大(最大达每千吨70立方米)、工作面生产安全性保证不足以及支架劳动量大,都阻碍回采机械的工作,这些因素加在一起就促使人们创造高效设备。其中也包括单体支架和机械化支架。单体支架包括工作面金属支柱,密集支柱和顶梁,它的主要作用是代替木材,亦即最大限度地减少木材消耗,同时也缩减地面和井下的木材储运开支。机械化支架的用途较广,因为除了降低坑木消耗外,它还在支护与控制顶板方面,担负着使所有沉重过程尽可能机械化的任务,以及在使用某些种运程控制的支架时,使许多生产过程自动     

薄煤层工作面气垛支架控顶特征

本介绍分析了气垛支架的技术性能和气垛支架对顶板的控制特点,在底板比压、与围岩接触应力、垂直应力、刚度特性和对顶板作用等方面与单体支柱相比,薄煤层气垛支架具有显的优点。     

综采液压支架初撑力分析

液压支架初撑力对工作面矿压显现有重要影响,故而研究支架初撑力对围岩、不稳定顶板、支架工作阻力的影响,并确定合理参数,有效改善了顶板矿压显现.     

综采工作面煤壁稳定性的支架刚度效应分析

由于煤层应力环境不同,煤壁存在剪切和拉伸两种破坏机理,将煤壁破坏划分为上部片帮、下部片帮、整体片帮和大范围塑性流动4种破坏形式.顶板、煤壁和支架共同形成保护工作面空间的围岩结构系统,顶板载荷由煤壁和支架共同承担,载荷分配特征由系统组分刚度决定.构建"顶板-煤壁-支架"结构力学模型,采用最小势能原理得到煤壁垂直变形量和作用于煤壁之上的实际顶板载荷.定义煤壁稳定性系数为煤壁极限承载能力同实际煤壁压力之比.设计不同支架刚度条件下煤壁稳定性分析的物理模拟实验,实现煤壁水平变形和垂直变形的同时监测.结果表明:煤壁稳定性系数随着支架刚度的增大而升高,从而使得煤壁稳定性增强;煤壁上部水平变形大于下部水平变形,煤壁水平和垂直变形量随着支架刚度的增大而减小.将提高支架刚度的措施应用于乌兰木伦矿,使得顶板最大下沉量由0.90m降低至0.65m,煤壁片帮控制效果良好.     

千米深井综采工作面覆岩微震显现特征与损伤度计算方法

我国东部多座矿井开采深度已超千米，采动效应增强，围岩失稳现象频发.为提高深部围岩控制效果，以口孜东矿140502工作面为工程背景，基于微震监测分析裂隙发育顶板活动特征，构建顶板稳定等级与微震信息的关系，为深部顶板分区、分级控制奠定基础.结果表明：深部厚煤层开采超前采动应力水平升高，影响范围增大，引发煤壁片帮、顶板漏冒等围岩控制难题；裂隙发育顶板微震事件超前萌生位置距煤壁180 m,基岩全厚进入采动影响范围，微震事件具有空间非均布特征，能级服从正态分布，高能级事件占比8.4%;根据高能级微震事件数量将顶板岩层自下而上划分为强扰动区、弱扰动区和基岩表面活跃区；初采阶段高能级微震事件呈簇状沿面长方向动态分布，一次见方阶段高能级微震事件非均布程度降低，二次见方阶段推进速度升高，高能级事件向采空区转移，高能级微震事件空间分布的动态特征表明裂隙发育顶板沿面长方向存在分区破断和动态迁移的现象；顶板活动受断层构造、采动强度和推进速度影响，微震事件活跃度升高，工作面分区则导致微震事件时空分布的非对称性；提出了基于微震信息的顶板损伤度确定方法，对140502工作面基本顶稳定程度进行了预测，预测结果与支架阻...     

液压支架初撑力及围岩蠕变对支架阻力特性的影响

本文在运用简单易行的工程实测方法的基础上,研究了长壁工作面液压支架的负载特征,指出支架初撑力的大小对工作面直接顶的稳定性和支架本身的阻力特性有着显著的影响。在中稳以下顶板条件下,掩护支架的初撑力与额定工作阻力的比值应在60％以上,才能有效地管理顶板并取得较好的技术经济效果。工作面实测资料亦表明,在一个采煤循环中,因围岩蠕变引起的支架阻力增量约为100t/架左右,因而在考虑支架阻力参数时,围岩蠕变是一个不可忽视的因素。     

长壁工作面矿山压力的模拟研究

本文以不同条件下两个工作面矿压显现观测资料为基础,进行了相似材料模型试验和有限单元法模拟电算。研究了上覆岩层的变形、移动和应力分布的规律,分析了支架工作阻力与顶板岩层的应力分布以及顶板下沉量之间的关系。研究结果表明,一个工作面的支架设计工作阻力是合理的,而另一个则偏大。     

高位巷与工作面回风巷围岩应力变化规律研究

为改变己15-12010工作面回风巷与其上方高位巷掘进相互影响、顶板极其破碎、支护困难的现状,采用数值分析方法对高位巷与回风巷围岩应力变化规律进行了深入细致地研究.结果表明:回风巷与高位巷水平距离为10 m时,两巷围岩应力相互叠加严重,导致回风巷右帮长期处于高应力作用下,致使其右帮及邻近右帮顶板破碎,支护困难;当水平距离达15 m以上后,两巷围岩应力相互影响较小,顶板完整性变好,巷道掘进速度得以大幅提高.     

仰斜开采综采面支架与围岩作用关系的研究

本文通过对仰采综采面端面冒顶及支架适应性的实测研究及理论分析，揭示了仰斜开采综采面支架与围岩作用关系的特点，为仰采综采面支架选型及顶板管理提供了依据。     

耿村煤矿综放开采覆岩移动和矿压显现规律研究

厚煤层综放开采矿山压力和围岩控制一直是综放开采研究的重点问题。基于义马矿区耿村煤矿特厚煤层综放工作面的地质采矿条件,采用数值模拟和现场矿压观测的方法,对综放工作面覆岩移动和矿压显现规律进行研究。结果表明:(1)综放工作面上方老顶形成"三铰拱"形砌体结构,该结构初次失稳和周期性失稳造成工作面初次来压和周期来压。老顶来压后,工作面前方支承压力趋于稳定,主要表现在最大应力集中系数和塑性区范围基本保持不变。(2)综放工作面顶板周期来压步距14.4~17.5 m,平均16.2 m,顶板来压动载系数1.81~2.04,平均1.92,顶板来压明显但较缓和。顶板来压期间支架时间加权平均工作阻力为其额定工作阻力的72.2%,选用ZF8600/18/35D型放顶煤液压支架合理。研究结果可为义马矿区综放开采围岩控制提供技术支撑。     

急倾斜极薄金矿床开采中降低矿损贫化的途径

极薄矿脉就是在采准和回采中需要采掘围岩。为此,我们曾提出一种新型采矿法——分采掏槽空场采矿法。这种新型采矿法具有以下优点: 1、可选别回采富矿。 2、不需要采掘大量岩石,并使矿石贫化。 3、不必消耗坑木。     

围岩随时间的变形对长壁工作面液压支架阻力特征的影响

本文运用基于最小二乘原理的曲面拟合法,对长壁工作面围岩随时间而产生的变形对支架增阻特征的影响进行了研究,并为解算曲面拟合方程中的未知参数编制了通用的FORTRAN语言计算机程序CREEPFIT。根据对某矿实测资料的计算表明,工作面围岩随时间的变形对支架增阻量有不可忽视的影响。在观测工作面的煤层地质条件和开采技术条件下,如一个采煤循环的持续时间不超过3h,围岩随时间的变形造成的支架增阻量达100t左右。这一研究结果为支架力学参数的设计及支架吨位的选取具有重要的参考价值。     

综采工作面支架初撑力对围岩控制的作用

本文通过对２０６０１高产高效工作面的开采的实验研究，研究了在高产高效工作面的高速推进中，支架初撑力对围岩控制的作用和上覆岩层运动规律与支架围岩相互作用的关系，为高产高效开采工作面的支架选型和参数选择提供依据。     

三软煤层大采高综采围岩控制技术

根据三软煤层围岩力学性质,研究了直接顶与老顶的构成和直接顶、老顶初次来压与周期来压步距以及顶板压力的变化规律,提出了加大初撑力及时护顶等控制顶板运动显现的措施以及防止煤壁片帮和支架插底的技术措施并付之实践,取得了三软煤层大采高控制围岩的预期效果．     

综采工作面支架初撑力对围岩控制的作用

本文通过对20601高产高效工作面的开采的实验研究，研究了在高产高效工作面的高速推进中，支架初撑力对围岩控制的作用和上覆岩层运动规律与支架围岩相互作用的关系，为高产高效开采工作面的支架造型和参数选择提供依据．     

三软煤层大采高综采围岩控制技术

根据三软煤层围岩力学性质,研究了直接顶与老顶的构成和直接顶、老顶初次来压与周期来压步距以及顶板压力的变化规律,提出了加大初撑力及时护顶等控制顶板运动显现的措施以及防止煤壁片帮和支架插底的技术措施并付之实践,取得了三软煤层大采高控制围岩的预期效果.     

大倾角变角度综放工作面顶板运移与支架稳定性分析

为解决大倾角煤层变角度综放工作面"支架-围岩"系统稳定性控制的难题,以枣泉煤矿120210工作面综放开采为工程背景,采用平面相似模拟实验、理论分析和现场矿压观测等综合研究方法,重点研究了角度变化过渡区域"支架-围岩"系统稳定性,分析得出了大倾角变角度综放采场围岩变形破坏及支架稳定性的分区域特征.结果表明:在大倾角变角度工作面,上部区域是安全高效生产的主体区域,下部区域是整体稳定性的基础,中部区域是安全高效生产与系统稳定协调转换的关键区域,并提出基于工作面仰伪斜变角度布置、顶煤放出量和支架工作阻力分区域控制的大倾角变角度工作面围岩稳定性控制技术.     

轻型支撑式液压支架在构造复杂矿井综采工作面中的应用

为有效解决传统综采工作面受与工作面煤壁平行或斜交落差大于采高的断层影响,如产生搬家困难、搬家时间长以及整体顶梁组合悬移液压支架支护工作面在炭质泥岩底板遇水膨胀,工作面顶板压力大,悬移支架支柱钻底变成"死柱"难于推进等难题,决定采用轻型支撑式液压支架替换整体顶梁组合悬移液压支架,解决了传统综采工作面受落差影响大于采高导致...     

用有限元法研究坚硬顶板注水工作面矿压显现特点

本文以王村矿8207工作面坚硬顶板预注压力水试验的实测资料为基础,通过平面有限元分析,探讨了顶板注水后工作面矿压显现的特点。研究表明,顶板注水后,支架载荷、岩体应力峰值都有明显降低,对改善工作面支护状况有显著的效果,是控制坚硬顶板的有效技术途径;顶板破坏区的高度与老塘冒落高度有密切的关系,合理的注水高度应与老塘已有的冒高接近;顶板注水后使煤层弹性能量积聚程度减弱,可作为防治冲击地压的有效措施之一。     

深埋薄基岩综放工作面切顶卸压沿空留巷围岩协同控制技术研究

为解决深埋薄基岩切顶卸压沿空留巷巷道受采动影响支护困难的问题,以焦作煤业集团赵固(新乡)能源有限责任公司赵固一矿18060综放工作面切顶卸压沿空留巷巷道为工程背景,基于留巷围岩结构运动和覆岩力学传递特征,提出深埋薄基岩切顶卸压沿空留巷巷道围岩协同控制技术。研究结果表明:采用定向预裂爆破技术能够切断留巷顶板下位关键岩层,并形成短壁梁结构;与未切顶相比,切顶后巷道侧向支承压力减小14.17 MPa(降低37.67%),顶板竖向应力峰值减小5.22 MPa(降低22.5%);切顶侧矿压较未切顶侧明显降低,切顶影响范围约30 m;留巷两帮收缩量最大为471 mm,顶底板移近量最大为717 mm,工作面后方约200 m开始稳定。提出的深埋薄基岩切顶卸压沿空留巷围岩协同控制技术现场应用效果较好,可为类似地质条件下的切顶卸压沿空留提供参考。