8602综采工作面液压支架选型与应用效果分析

以青瓷窑煤矿8602薄煤层综采工作面为背景,通过计算确定液压支架的高度、支护强度、架数,合理进行液压支架的选型。通过对液压支架阻力变化规律和综采工作面基本顶来压规律分析,得出所选液压支架可保证综采工作面顶板稳定,可保证安全开采,应用效果良好。     

大采高综采工作面末端回采期间的顶板控制技术

大采高工作面末端回采期间由于矿压增大,较易发生压架、冒顶等事故发生。以柳沟矿大采高工作面末端回采期间的顶板控制情况为例进行研究,通过分析可知,回采工作面顶板挂网位置、挂网时间、支架的支护情况、顶板悬顶距离等是导致工作面末采期间顶板控制难度增加的主要原因。通过加强末端回采期间的矿压观测次数、确定挂网的合理位置与时间、加强支架的维护力度等预防措施,能够有效地解决大采高综采工作面末端回采期间的顶板问题与压架、冒顶等事故的发生,从而有效保证工作面的收尾工作。     

大采高综采面顶板活动规律及支架适应性研究

为研究山西长平煤矿Ⅲ4308大采高工作面顶板活动规律及合理的工作阻力,采用理论分析和现场实测的手段,分析了大采高工作面顶板活动规律,得到了支架的合理工作阻力,并验证了所选支架的适应性。结果表明,Ⅲ4308工作面基本顶初次来压步距为30 m,周期来压步距为15 m,工作面所需的支护阻力为10.26 MN,79.56%的液压支架处于增阻和恒阻的状态,ZY12000/28/62D型大采高液压支架可以满足工作面生产要求。     

综采工作面切顶压架的原因分析及防治技术

以某矿12501综采工作面在回采过程中出现的切顶压架事故为研究对象,为解决其在回采过程中综采工作面矿压强烈的问题,通过对该综采工作面支架立柱的实际观察和理论分析可知,该工作面紧邻采空区12503工作面且顶板条件恶劣是导致切顶压架事故发生的主要原因,利用顶板灾害监测预警系统分别对能反映支架工况的5个关键性指标(支架初撑力、支架循环末阻力、支架安全阀开启、周期来压步距、支架不保压)进行了监测分析,通过数理统计和类比方法分析得到了该综采工作面发生切顶压架事故的4个主要原因。同时提出了防止工作面切顶压架事故发生的措施。结果表明,通过对该综采工作面在回采过程中支架工况的有效管理,对切顶压架事故起到了有效的预防作用,加快了该工作面的回采速度,提高了经济效益。     

7m大采高综采工作面末采期间顶板控制技术

为了预防7 m大采高综采工作面末采期间发生压架、冒顶事发生故,基于大柳塔煤矿首个7m大采高工作面末采贯通的经验及顶板控制技术,对第2个7 m大采高工作面末采贯通期间顶板控制技术进行研究,分析可知工作面顶板悬顶距过长、挂网位置不合理、挂网时间过长、支架支护性能差是导致工作面末采期间顶板管理难度大的主要原因,通过采取加强矿压观测、预注马丽散加固煤体、确定合理挂网位置、提高支架支护性能、缩短挂网时间等预防措施,可以有效解决7 m大采高综采工作面末采期间顶板管理难度大、易发生压架及冒顶的难题,确保大采高工作面安全顺利贯通。     

急倾斜分段开采液压支架合理工作阻力的确定

为了防治冲击压架事故,确定液压支架合理的工作阻力,采用BZY-60型双针耐震压力表对液压支架工作阻力进行监测,分析了窑街三矿五采区5521-20工作面急倾斜厚煤层水平分层综采放顶煤工作面矿压显现规律,得出该工作面采动应力强烈,液压支架工作阻力波动范围大,液压支架工作阻力应不低于12 000 kN。     

坚硬直接顶综采工作面矿压显现规律研究

本文以四台矿81204坚硬顶板综采工作面为背景,通过理论分析和现场实测的方法,计算了坚硬顶板综采工作面的初次来压与周期来压步距,监测得到了坚硬顶板综采工作面支架工作阻力变化及来压步距特征,揭示了坚硬顶板综采工作面的矿压显现规律,主要得到如下结论：1）理论计算得到坚硬顶板综采工作面的初次来压与周期来压步距分别为43.7m和17.8m,明显大于非坚硬顶板综采工作面的初次来压与周期来压步距,且实测来压步距与理论计算的来压步距偏差不大;2）工作面中部的初次来压步距明显大于工作面两端。坚硬顶板初次来压期间,坚硬顶板在最大弯矩的作用下率先在两端发生破断;3）工作面中部的周期来压步距明显大于工作面两端。坚硬顶板周期来压期间,坚硬顶板会发生顶板的“O-X”型破断;4）坚硬顶板综采工作面来压期间,支架工作阻力均未超过35.2 MPa,81204坚硬顶板综采工作面顶板控制效果良好。     

小保当煤矿大采高综采支架工作阻力确定

为合理确定小保当煤矿大采高综采面支架工作阻力,针对小保当煤矿2-2煤层的具体情况,采用物理相似模拟、数值模拟实验和理论计算相结合的方法,对小保当5.0m大采高工作面矿压显现规律及支架工作阻力进行研究。研究得出小保当矿基本顶初次垮落步距68m,周期垮落步距为16m,增载系数为1.31,来压显现强度中等。综合分析,若选用1.75m×4.75m支架,确定大采高综采工作面支架工作阻力为14000k N。由于采高较大,基本顶岩性较坚硬,来压期间基本顶下位岩层形成"悬臂梁"结构,"悬臂梁"断裂时,其重量全部由支架承担,支架载荷大。研究结果为同类地质条件支架工作阻力选型提供了借鉴。     

综放工作面顶板灾害类型和发生机制及防治技术

综放工作面采出煤层厚度大，上覆岩层活动空间大，易发生顶板事故。为理解综放工作面顶板灾害发生机制，统计分析了部分煤矿综放工作面顶板灾害案例，按顶板条件及灾害特征将综放工作面顶板灾害分为松软顶板大面积切顶压架和坚硬顶板大面积垮落及压架2类。分别以崔木煤矿和曹家滩煤矿综放工作面为例，分析了2类顶板灾害发生特点，提出了相应顶板灾害发生机制：松软顶板工作面顶板胶结性弱，支架实际刚度不足致使顶板在煤壁处断裂，破断后易失稳，同时支架支护强度不足，最终导致切顶压架灾害；坚硬顶板工作面顶板整体性好，不易破断，悬顶到一定极限突然破断，对支架造成冲击，若断裂线在煤壁处则极易导致工作面切顶压架。结合工程实践，提出了2类顶板灾害防治技术措施：对于松软顶板综放工作面采取合理提高支架刚度、支护效率以及工作面推进速度，加强预警等手段预防大面积切顶压架灾害；对于坚硬顶板工作面除加强支架管理、合理开采设计等，还需从顶板改性入手，如采用井下区域水力压裂技术弱化顶板，防治顶板大面积垮落和压架灾害。     

大采高综采工作面压架原因分析及防治

针对某矿12403大采高综采工作面出现的压架事故,通过矿压理论分析了工作面压架前后支架初撑力、循环末阻力、安全阀开启率的变化情况,同时利用工程力学基本原理,分析了液压支架的掩护梁受力情况,得到压架事故主要有以下3方面的原因:工作面回采速度、支架安全阀的设定、工作面的回采高度与支架掩护梁的剪切力,为今后大采高工作面液压支架的选型提供了科学依据。在今后要根据地质条件更加合理地进行液压支架选型,为防止压架事故的发生,在工作面回采过程中要加强对回采工作面矿压及水文地质数据的观测等。     

大倾角大采高综采工作面支架受载与失稳特征分析

对支架的稳定性控制是大倾角大采高煤层安全、高效开采亟待解决的关键问题之一,以2130煤矿25221大倾角大采高综采工作面为研究背景,基于现场监测对覆岩破断运移规律和支架受载特征分析的基础上,通过理论分析系统研究了采高和工作面顶板运移对支架受载与失稳特征的影响。结果表明,在大倾角大采高煤层开采中,受采高增大影响,顶板运移的幅度和剧烈程度及支架工作阻力均较一般采高大倾角煤层开采时明显增大,架间推压、咬挤现象明显;当工作面顶底板岩层稳定时,使支架保持不转动和下滑的临界工作阻力均不超过支架自重的2倍;但受工作面顶板运移影响,支架亦会随着顶板的运动而运动,且其不会随着支架工作阻力的增大而消失;支架转动下滑的幅度和失稳概率随着支架工作阻力的减小、顶板与支架间摩擦力绝对值的增大、顶板载荷偏载程度的增大及采高的增大而增大,且其转动失稳的概率大于下滑失稳的概率。     

特厚煤层大采高综放面组合悬臂梁运动特征及支架阻力研究

针对直接顶岩层结构对大采高综放采场矿压显现影响较大的特点,基于关键层理论与岩块铰接条件,分析直接顶岩层运动特征及液压支架工作阻力合理确定方法,以准格尔地区某矿大采高综放工作面为例计算分析。研究表明,特厚煤层综放采场直接顶关键层及其上位直接顶形成组合悬臂梁结构,随工作面推进破断回转,与其后方的已破断岩层接触、分离滑落,其重量由后方已破断岩层与液压支架共同承担,其悬臂破断回转、与已断岩层接触、分离滑落的过程直接影响着工作面矿压显现。正常回采阶段液压支架仅承受顶煤及下位直接顶的荷载;来压阶段应保证承受顶煤、下位直接顶及组合悬臂梁破断所施加的荷载,才能防止支架压死、活柱急剧下缩等现象;依据其力学特征确定了大采高综放工作面合理的液压支架工作阻力。     

特厚煤层大采高综放工作面覆岩结构及支架工作阻力研究

为了掌握特厚煤层大采高综放工作面的覆岩结构及支架合理工作阻力,以同忻煤矿8107工作面为研究对象,采用理论分析、现场观测的方法对特厚煤层大采高综放工作面覆岩的破断和组合形式进行了研究,建立了覆岩力学模型,得出了同忻煤矿8107工作面支架工作阻力计算式。结果表明:正常开采期间,大采高综放工作面直接顶易形成具有整体性的倒台阶组合悬臂梁结构,悬臂梁结构的破断、回转是支架—围岩互馈过程中的主要压力来源;来压期间,高位砌体梁结构与低位悬臂梁结构耦合形成“砌体梁—悬臂梁”结构,砌体梁结构的滑落失稳引起悬臂梁结构的协同回转,是大采高综放工作面强冲击来压的原因;实测8107工作面正常回采以及来压时支架工作阻力分别为26 MPa(9750 kN)和40 MPa(15000kN),与理论计算结果较为吻合;8107工作面采用的ZF15000/27.5/42型四柱低位放顶煤支架能够满足生产需求。     

7.0m支架综采面矿压显现规律研究

基于神东矿区补连塔煤矿22303工作面矿压实测结果,对世界首个7.0 m支架综采面不同开采阶段的矿压显现规律进行了总结,并结合神东矿区各类大采高综采面的矿压显现,对比分析了不同采高综采面矿压显现规律的差异。结果表明:上覆遗留煤柱区下开采时7.0 m支架工作面矿压显现正常,但在临近推出煤柱区时,工作面内煤壁片帮现象严重,直接导致刮板板输送机被压死。而长壁采空区下开采时,7.0 m支架工作面在煤层间单一关键层结构和2层关键层结构区域呈现出不同的矿压显现。煤层间单一关键层结构区域,关键层距离煤层越近,矿压显现各项参数(除来压步距外)越大;而在煤层间2层关键层结构区域,工作面来压步距及动载系数呈现出大小交替的周期性变化规律,且大来压步距对应小动载系数。通过对比7.0 m支架综采面与神东矿区其它几个大采高综采面的矿压显现规律发现,随着采高的增加,支架支护强度缓慢增加,而动载系数随之减小,且采高越大、亚关键层1距离煤层越近,越易形成亚关键层1的"悬臂梁"结构,从而来压持续长度越长。     

薄基岩浅埋深大采高工作面矿压规律及支架适应性分析

 纳一矿326-01大采高综采工作面为典型的浅埋深长壁大采高综采工作面,通过对该工作面液压支架阻力的现场观测研究,掌握了浅埋深大采高综采工作面矿压显现规律,分析了大采高综采液压支架适应性,揭示了浅埋深长壁工作面的顶板来压特征,研究结果可为类似条件大采高综采工作面安全高效回采提供参考     

首采工作面坚硬顶板预裂技术研究与实践

玉溪煤矿1301首采工作面老顶为一层坚硬厚实的中粒砂岩,在工作面切眼内实施工作面回采前深孔预裂爆破,通过对顶板预裂前后老顶断裂极限跨距的理论分析、回采初期顶板垮落情况、工作面综采支架工作阻力等的综合分析,发现顶板爆破有效缩短了初次来压步距,减小了悬顶面积,防止了大面积垮落时工作面瓦斯超限,减弱初次来压对支架的冲击破坏性。     

大采高液压支架结构优化设计及适应性分析

针对大采高工作面动载矿压显现、煤壁易片帮等问题,基于红柳林煤矿7.0 m大采高开采实践,建立了大采高工作面顶板岩层断裂的"悬臂梁+砌体梁"结构模型及支架与围岩的简化动力学模型,确定了7.0 m大采高液压支架合理工作阻力;对比分析了大采高液压支架架型、护帮结构对围岩的适应性,进行了大采高液压支架结构优化设计及适应性分析。研究结果表明:将大采高工作面"砌体梁"结构上方岩层作为动力学模型的边界条件,以支架立柱的抗冲击特性要求为理论判据,通过动力学仿真计算可得大采高支架的合理工作阻力。两柱掩护式大采高支架较四柱支撑掩护式支架具有支护强度大、四连杆稳定机构受力状态好、质量轻等优点;护帮板与伸缩梁分体结构的护帮力、合力作用位置及可靠性均优于护帮板与伸缩梁连体结构;设计采用抗冲击双伸缩立柱、高压升柱系统等,提高了大采高液压支架对围岩的适应性。     

大采高长壁综采技术在厚煤层开采中的应用

嵩阳东升(登封)煤业有限公司15104工作面煤层平均厚5.5 m,采用大采高综采技术进行开采。通过现场实测,分析了工作面矿压显现规律,并对大采高工作面煤壁片帮与设备倾倒、下滑问题进行了探讨,在此基础上介绍了开采方法与液压支架的选型。研究表明,支架工作阻力选择合理,呈正态分布状态,能够有效控制工作面的围岩稳定。     

大采高综采顶板短悬臂梁-铰接岩梁结构与支架工作阻力的确定

针对大采高综采工作面矿压显现强烈,支架工作阻力确定依据不足等问题,采用现场实测、数值模拟相结合的方法进行研究得到：采高增加后,煤壁前方破坏面积及支承压力峰值明显加大、煤壁易发生片帮冒顶、采场顶板活动范围明显加大、顶板断裂线前移、岩层间离层量增加。依据大采高采场直接顶及基本顶新概念及新判别公式,提出大采高采场顶板易形成＂...