佳瑞煤矿综放工作面支架工作阻力确定与可靠性分析

针对综放工作面支架工作阻力确定与支护可靠性的问题,以佳瑞煤矿15101综放工作面为例,采用理论分析法、实测法、载荷估算法和经验公式法对该工作面综放液压支架的合理工作阻力进行计算,得出工作面综放液压支架合理支护强度,同时引入结构可靠性理论对工作面支护的安全可靠性进行分析,得出工作面的支护安全可靠度指标,实践表明,所选支架能满足安全生产的要求。     

大采高液压支架初撑力与额定工作阻力合理比值研究

基于连续介质力学的离散元方法,建立液压支架数值模拟模型,将该液压支架置于工作面开采的实际物理过程中,实现综采工作面开采过程中液压支架与围岩耦合的动态数值模拟。以鄂尔多斯矿区某矿综采工作面覆岩条件及液压支架实际工作特性为基础,进行了综采工作面液压支架不同工作阻力条件下的数值开采试验。直观地反映了液压支架在不同初撑力、额定工作阻力条件下对上覆岩层下沉量变化和液压支架运行工况的影响。数值计算结果表明,液压支架初撑力对控制顶板岩层下沉量的作用比额定工作阻力大,当液压支架初撑力与额定工作阻力的比值为0.65~0.70时,具有最佳的运行工况。为类似条件下的大采高液压支架工作阻力选定提供了参考。     

浅埋深大采高工作面矿压显现及支架适应性研究

为研究浅埋深大采高工作面矿压显现规律、液压支架合理工作阻力及其适应性,对磁窑沟煤矿首采10101大采高综采工作面的矿压显现及液压支架工作阻力进行现场观测,并对工作面顶板运动参数、工作面来压步距和合理支架工作阻力进行计算,分析了支架适应性。研究结果表明:工作面初次来压步距为56.8 m,与理论计算结果吻合;工作面周期来压步距随工作面推进速度增大而增大,工作面推进速度为4 m/d和8 m/d时,周期来压步距分别为11.1 m和22.7 m;工作面支架工作阻力呈中间大两端小,支架实测最大工作阻力7 665 k N,理论计算支架合理工作阻力为7 676.4 k N,所选用最大工作阻力为8 000 k N的液压支架能达到了预期支护效果,但支架实测初撑力偏低,液压支架操作工艺需进一步优化。研究结果为磁窑沟矿后续工作面及其他地质条件类似矿井矿压控制和设备选型及优化提供参考依据。     

大采高工作面超前液压支架工作阻力确定

为确定大采高工作面超前液压支架工作阻力,以2021工作面为研究背景,采用现场工程地质调查、理论分析计算、数值模拟分析等方法,对不同超前液压支架工作阻力下的工作面巷道破坏情况及顶板位移情况进行了研究。研究结果表明：超前液压支架工作阻力大于0.3 MPa时,巷道顶板破坏高度、两帮破坏深度及顶板下沉量均未发生明显变化,因此2021工作面应选择额定工作阻力不小于0.3 MPa的超前液压支架。     

天安煤矿20104工作面矿压显现规律及支架适应性分析

为分析20104工作面的矿业显现规律及液压支架的适应性,工作面回采期间监测液压支架的工作阻力,通过分析液压支架时间加权工作阻力随着推进距离间关系曲线分析工作面的矿压规律,得出工作面的周期来压步距为16.9~21.9m,工作面动载系数表现为工作面两端头大、中部小的特征;基于支架初撑力与循环末阻力间相关性和支架支护阻力频率分布特征分析支架的适应性,得出支架工作阻力呈现出中间大两端小的分布特征,ZF5600/17.5/28型额定工作阻力偏小,工作面回采期间存在一定的压架危险性,应在工作面来压期间加强液压支架的管理,以充分保障支架的安全。     

大采高综采工作面液压支架适应性分析

察哈素煤矿31301工作面为首采面,缺乏煤层矿压资料,在支架选型过程中基本采用经验法,为验证31301工作面支架适应性,同时为后续同煤层开采工作面支架选型提供可靠依据,根据31301大采高综采工作面开采条件,在工作面选取的支架安装矿用数字压力计,连续记录工作面开采过程中液压支架的初撑力和工作阻力,同时使用坡度仪测量支架仰俯角;通过实测数据分析液压支架的初撑力和循环末阻力大小的分布频率以及支架工作特性,并采用采高容重法、实测统计法和传递岩梁理论计算工作面支架合理工作阻力,最终结合理论分析得出工作面液压支架支护参数合理,具有良好的适应性。     

三交河2-502大采高工作面矿压显现规律及支架适应性分析

为掌握三交河煤矿2-502大采高工作面的矿压显现规律及支架适应性,通过现场监测的方式进行工作面回采期间液压支架工作阻力的监测分析。基于分析结果得出,工作面平均周期来压步距为18.4 m,工作面上部、中部和下部来压期间的影响范围大致相同,动载系数和来压步距均呈现出两端大、中部小的特征。根据液压支架阻力频率分布和支架增阻特性分析可知,工作面上部、中部和下部支架平均工作阻力占到额定工作阻力的68%、77%和79%,且初撑力基本达标,ZF12000/23/37型液压支架适应性好。     

天池矿103综放工作面顶板运动规律研究

为了研究天池矿103综放工作面的顶板运动规律,通过对工作面液压支架的阻力观测,分析总结了103工作面矿山压力显现的特征,并得出103工作面来压强度不高,顶板管理难度中等,以及工作面支架的整体工作阻力偏低,不足额定的60%。可为工作面的支护以及液压支架的选型提供依据。     

布尔台煤矿厚煤层大采高液压支架适应性分析

为得到神东矿区北部中等埋深厚煤层大采高工作面矿压显现规律、液压支架合理工作阻力及分析支架适应性,对布尔台煤矿42102-1大采高综采工作面的矿压显现及液压支架工作阻力进行观测,计算得到该工作面顶板结构及运动特征参数,提出了考虑支架实际使用效果的"三因素法",即从"支"、"护"、"采"三方面评价支架适应性,应用岩石自重经验估算法、实测支架循环末工作阻力加1倍均方差和传递岩梁理论这3种方法,计算得出该工作面的支架合理工作阻力均为16 000 kN,应用结果表明:现有ZY10800/28/63支架工作阻力过小不能适应该矿中等埋深大采高的开采条件,须重新选择合理支架。     

大柳塔煤矿52煤7m大采高综采工作面支架工作阻力分析

为了提高液压支架选型的合理性,实现7m大采高工作面的安全高效生产,本文通过对大柳塔煤矿7m大采高52303工作面、52304工作面初采、正常回采、末采期间的的矿压进行实测,得出大采高工作面周期来压较明显,来压时煤壁片帮严重、顶板下沉明显,易冒顶,来压期间支架工作阻力沿工作面倾向呈"几"字型分布的矿压规律。并分析了支架的受力特点,通过经验及理论公式对工作阻力进行了分析,并结合覆岩运动规律及形成的结构,给出了支架工作阻力确定公式及合理的工作阻力,即16800kN液压支架处于高位运行状态、18000kN液压支架工作阻力相对不足,目前大柳塔煤矿52煤使用的支架不能满足安全生产的需求,合理的工作阻力应为18550k~21586kN。     

浅埋深大采高综采工作面液压支架适应性分析

 为了研究6-2101综采工作面ZY8640/25.5/55液压支架的适应性,本文通过现场实测分析了液压支架的初撑力和工作阻力对工作面顶板控制效果、工作阻力分布规律及支架运转特性。分析结果表明本套支架6-2煤层开采适应性较好,支架选型能够满足该矿地质条件要求。研究结论为浅埋煤层大采高工作面支架选型和顶板控制提供了参考。     

综放工作面加长对支护强度影响分析

以某综放工作面为例,通过研究工作面加长与压力显现的关系,分析工作面不同长度所需支架工作阻力范围,得出现有ZF3300/17/28型放顶煤液压支架可满足综放工作面由140m增加到180m的结论。     

重型综放工作面快速回撤与末采期顶板控制技术

为了研究重型综放工作面快速安全回撤技术,选取不连沟煤矿F6201工作面末采期为研究对象,采用理论分析和工程类比的方法,对重型综放工作面合理的支架工作阻力、放煤停止位置、快速回撤技术和回撤通道支护形式进行研究。结果表明：支架工作阻力满足15 000 kN,回撤通道与工作面放煤停止处的距离为25 m,采用小断面调节巷和高程测量法相结合的手段控制工作面顶底板标高以及回撤巷道选用锚网索和H型钢梁组合支护形式,能保证工作面安全回撤的同时提高回撤速度。     

液压支架初撑力与工作面矿压显现关系研究

针对铁北矿右三片工作面压架事故中暴露出来的支架初撑力较低的问题,采用现场实测、理论分析等手段,实测得到了工作面约60%的支架初撑力小于3 000 kN,分析了支架初撑力对顶板下沉量、支架工作阻力、动载系数的影响关系。研究表明支架初撑力对控制直接顶稳定性和减少顶板破坏程度具有重要作用,初撑力较低会导致顶板的早期离层与破碎,高初撑力有利于支架性能的充分发挥,保障工作的安全、高效生产。     

综采与综放工艺条件下采场矿压特征分析

基于相同顶板条件下,综采工艺与综放工艺的平均矿压显现特征差异,为给支架选型与顶板管理提供基础依据,以某矿217工作面为例,采用支架压力记录仪实时记录支架工作阻力,结合工作面矿压显现进行顶板来压特征分析。通过分析放煤阶段和不放煤阶段的支架阻力变化,研究综采与综放工艺的顶板来压特征之差异。研究结果表明：与综采工艺相比,综放工艺支架阻力显著增加,动载系数1.30～1.41,顶板来压强烈,基本顶周期来压步距从平均22 m减小到平均11 m,明显减小。在倾斜方向上,中部基本顶来压最强烈,其次是下部、上部,工作面周期来压较强烈。     

酸刺沟煤矿综放工作面矿压显现异常及控制技术

针对酸刺沟煤矿6上煤层大采高综放工作面矿压显现强烈,对工作面矿压显现进行了实时在线监测与分析。结果表明:工作面周期来压步距为20.2 m,来压动载系数平均1.35,高压力区集中在20—130号支架,98%的支架日最大工作阻力达到或超过15 000 kN的额定工作阻力,工作面推采初期出现压架事故。采取了提高安全阀开启阀值、加快推进速度、来压期间减少放煤和在高压力区深空卸压爆破等措施控制顶板,减小压力显现强度,监测显示安全阀开启率降低至12.4%,支架工作阻力基本符合正态比例分布,提高了工作面安全生产水平。     

亭南矿大采高工作面矿压规律及支架适应性研究

采用现场实测的方法对亭南煤矿二盘区205大采高工作面支架进行了研究。分析得出工作面初次来压步距60 m,平均周期来压步距19.7 m,来压期间平均动载系数1.34,来压次序为工作面中部最先,机头次之,机尾最后。来压期间98.8%的支架在额定工作阻力范围内,约一半测试支架存在一定的偏载。最后通过对支架工作阻力进一步分析得出,选用ZY12000/29/65D型掩护式液压支架能满足来压期间的生产要求。     

砚北煤矿厚煤层综放面液压支架选型与应用

通过对砚北煤矿2502采区开采过程中矿山压力显现情况的分析和计算,确定了1504采区综放工作面液压支架的工作阻力,并结合工作面掘进过程中的矿压显现情况,选择了能够满足现场实际需求的支架类别和结构形式。现工作面已推采1 200余m,在几次矿压显现中,震动能量达3.66×106 J,工作面支架和两巷道的超前支架均能满足可靠支护要求。     

大柳塔煤矿22103综采面压架机理及防治技术

根据神东矿区浅埋煤层开采压架机理的已有认识，对大柳塔煤矿22103综采面支架在12000kN工作阻力时发生压架事故的原因进行了分析，并提出了相应的防治对策。结果表明，附近小煤矿对上煤层的越界开采，使得22103工作面回采经历了推出上覆遗留煤柱的开采状况；而在此过程中，煤柱上方三铰式关键块体结构的相对旋转运动会造成2煤层间关键层结构上的载荷过大而失稳，最终引起工作面的压架。据此提出应首先探明上覆煤柱的分布情况，通过减小煤柱上方关键块体的回转空间、降低采高以及提高支护质量等措施进行压架事故的防范。     

大倾角特厚煤层综放支架防倒防滑安全保障技术

基于古山矿三井大倾角特厚煤层的地质条件,围绕综放面装备防倒防滑的技术难点,从液压支架结构、工作面布置方式、放煤工艺、工作面管理等方面进行了研究,并制定了安全保障技术。主要保障技术:端头3架组成锚固站,作为工作面支架纵向稳定性的基础;支架安装高强度双侧可调活动侧护板,并设置底座调节机构;工作面采用"倾斜-圆弧过渡-水平"的布置方式,减小工作面机头坡度,保证机头支架的稳定性;通过放煤工艺优化模拟,确定采用"单向割煤,二采一放"的放煤方式,以控制支架下滑;沿着工作面倾斜方向,工作面上部由上而下放煤以保持支架的稳定性;工作面其他地段由下而上放煤有利于提高顶煤回收率。工业性试验表明,综放面设备稳定性良好,顶煤回收率达80%,实现了大倾角综放面的安全高效回采,对于类似地质条件的综放装备防倒防滑具有借鉴意义。