掩护式支架顶梁与顶板间水平分力初探

由于掩护梁和四连杆机构的作用，掩护式支架能够支承顶板的水平推力。即使是顶板仅有竖直载荷，掩护式支架支承时也会对顶板产生一个附加的水平方向作用力。这个力与通常的摩擦力并不完全相同，它根源于支架本身的结构，对支梁的支护性能有着较大的影响。     

液压支架承受附加力的分析

就液压支架的立柱倾角、摩擦力大小和方向对液压支架承受附加力的影响作了分析 ,为液压支架设计中的有关问题提供了理论依据     

液压支架初撑力保证系统

初撑力是液压支架的主要技术参数之一,它对有效地管理顶板和保证液压支架的稳定性具有十分重要的意义。支架对顶板的支撑力,是靠立柱活塞腔内液体达到管路额定工作压力时的初撑力,称为额定初撑力。在工作过程中,由于人为因素影响,不能保证支架初撑的必要时间,特别是当支护速度低于回采速度时,支架实际上只能撑开到顶梁与顶板开始接触的地点,造成对矿山压力显现特征的不良影响,从而减     

提高液压支架初撑力的途径

液压支架的初撑力是支架对顶板主动的初始支撑力。它的作用是保证支架的稳定;阻止或限制直接顶的离层和破碎;使支架上下方的垫层如矸石、浮煤等压缩,加强支撑系统刚度;减少顶板早期下沉和循环下沉;提高支架对顶板的实际支撑能力,从而有效地管理顶板。因此,初撑力是液压支架最重要的技术参数之一。     

基于力学平衡理论的三柱式液压支架研制

针对现有二柱式与四柱式等液压支架承受侧向力能力差的问题,设计了一种三柱式液压支架。采用力学平衡理论对液压支架对顶板及围岩支撑的顶板压力与侧向力等进行分析,根据整架受力均衡及侧向力载荷最小的目标分析得到三柱支撑的最优布置方式,提高了井下施工效率及安全性。     

超前支护液压支架非等强支护技术及自动控制装置研究

煤矿运顺和回顺巷道采用锚杆锚索或金属棚支护,超前支护液压支架在推进过程中对顶板反复支撑作用,使巷道顶板结构受到破坏,引起顶板破碎,不利于巷道顶板管理和煤矿安全生产。根据巷道顶板条件和压力分布情况控制超前支护液压支架的初撑力,在巷道不同的相对位置实现非等强支护,而支架的工作阻力和其他功能不受影响,最大限度保证巷道顶板完整,实现对巷道顶板的安全科学管理。     

超前超高端头液压支架设计

综采工作面端头围岩在多种支撑压力的作用下,受采动影响最大,矿压显现复杂,是顶板维护和管理的重难点。为解决某矿新采面形成后端头处出现的6 m超前超高巷道支护困难的问题,加强端头支护工作并进行有效的超前支护,开展了超前超高端头液压支架设计。根据工作面下端头的支护特点要求,结合端头支架结构设计要求和工作原理以及使用参数,对端头支架的技术参数进行了详细的设计计算;并对活塞杆、千斤顶和液压系统进行了分析及选型计算,以保证其支护强度达到使用要求。分析认为,该端头液压支架设计可以避免由于工作面超前支承压力和沿倾斜方向支承压力共同造成的巷道围岩破坏,提高综采工作面推进效率。     

长壁工作面顶板与支架相互作用的力学原理

近年来发表了很多论述长壁工作面各种条件下液压支架与顶板作用特点方面的文章.然而对陷落法的长壁工作面顶板与支架相互作用的基本机理理解还不够全面.全面的研究二者相互作用机理,将有助于对工作面支护作出最优设计.本文试图用岩石力学的基本原理对有关支护机理加以阐述.顶板与支架的相互作用长壁工作面支护方式分为两种主要形式,即采用单支柱组合或普通框架的支撑式和对采空区形成掩护的掩护式.有关两种支护支承力分布(由工作面     

不同结构形式顶梁对顶板支护性能的影响分析

针对煤矿井下液压支架的使用状况,讨论了整体顶梁与铰接顶梁对顶板前端支护性能的影响,并以某一型号液压支架为例,阐述了整体顶梁与铰接顶梁前端力的差别,对液压支架顶梁结构形式的选择及设计具有一定的借鉴意义。     

浅谈液压支架使用中存在的问题及改进措施

目前,我国煤矿广泛使用掩护式液压支架。掩护式支架为四连杆机构,抵抗顶板水平力相对比其他架型好。安徽省矿业机电装备公司桃园矿8246综采工作面采用ZY6800/14/28型掩护式液压支架,由于地质条件比较复杂,对液压支架的使用有很大的影响。     

液压支架与围岩耦合关系及应用

基于“砌体梁”理论力学模型,对支架所受顶板岩层载荷进行分类,采用理论分析方法对支架与围岩耦合作用关系进行研究,提出支架与围岩之间存在刚度耦合、强度耦合、稳定性耦合关系,并分析了酸刺沟煤矿大采高综放液压支架失稳破坏原因。认为顶板动载荷主要受破断基本顶岩块与随动岩层自身质量、回转空间共同影响,直接顶（含顶煤）-支架-底板的整体刚度可以影响基本顶的断裂位置,从而降低基本顶来压对支架的作用力与作用时间;合理的支架支护强度可以降低顶板下沉量与下沉速度,减轻顶板动载冲击对支架的影响,支架支护强度还对底板及煤壁片帮冒顶产生影响;支架自身稳定性及对围岩失稳的适应性是支架-围岩系统稳定性耦合的关键。     

可调向悬移顶梁液压支架的研究

在分析现有悬移顶梁液压支架的基础上,设计了一种可调向悬移顶梁液压支架。该支架可通过调向装置实现纠偏与调向,支架之间可通过联接块将基本悬移支架单元体联成整体,构成可调向悬移顶梁组合支架,极大地提高了支架的整体稳定性。     

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。     

冲击载荷作用于掩护梁对液压支架的影响分析

为研究液压支架掩护梁受到冲击载荷之后对支架运动趋势、受力状态以及掩护梁结构的影响,利用多体动力学分析软件ADAMS建立支架的数值仿真模型。模型中掩护梁通过Hypermesh前处理软件进行柔性化设置,立柱与平衡千斤顶由弹簧阻尼系统等效替代,其中立柱刚度设置为变刚度,支架初撑力由立柱等效弹簧预载荷提供,顶板压力采用某静载荷垂直施加于顶板上方,直接顶和基本顶岩块垮塌砸落于掩护梁所产生的冲击载荷由某阶跃载荷进行模拟。基于上述模型,分析了冲击载荷作用于掩护梁不同位置时,顶梁水平前移变化、顶梁与顶板接触力变化、各处铰接点力变化以及掩护梁应力变化,结果表明,载荷作用位置不同所引起支架的各种变化趋势也不同。这可以对支架的稳定性控制和结构强度设计提供参考。     

综放液压支架载荷监测系统的设计

根据支架ZT6500/19.5/34顶梁载荷的计算公式,经实验得出了支架载荷的监测参数,根据监测参数,以单片机为控制核心,设计了液压支架载荷监测系统,通过井底监测分站测出立柱工作阻力及支架载荷并显示和存储,采用RS485通信直接传到井上计算机,及时有效地直接显示井下液压支架载荷及立柱工作阻力,为了解支架载荷及顶板压力的研究提供第一手资料。     

Determination of immediate roof at mines of the Kutahya-Omerler coal basin, Turkey

The estimation of the relations between excavation height, longwall advance rate, convergence around a longwall in the roof-soil direction, and load distribution on support is reported, that are of specific importance for selecting support type. The principal attention is focused on determination of the immediate roof height that depends on the mobility characteristics of overlying rocks and governs mainly the stoping convergence and load intensity on the support. Numerical modeling, laboratory and field experiments are undertaken in this study, which included evaluation of composition and physicomechanical properties of rocks, assessment of stress-strain state of rock mass and of the immediate roof height, measurements of disintegration and bulking factor of overlying rocks, convergence of stoping floor and roof, and loads on hydraulic legs of supports. The study parameters obtained by different methods for the Omerler Mine are presented. __________ Translated from Fiziko-Tekhnicheskie Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopaemykh, No. 2, pp. 67–80, March–April, 2006.     

大倾角煤层综采工作面液压支架失稳机理与控制

针对大倾角旋转俯伪斜大采高综采面液压支架稳定性控制特点,结合潘二矿12124综采工作面地质与工程条件,开展了破碎顶板和软煤条件液压支架与刮板输送机稳定性控制机理与方法研究。基于现场观测数据分析,构建了大倾角综采工作面液压支架倾倒与下滑两种失稳模式,对比分析了支架受力特征,揭示了支架失稳与煤层倾角、支架顶梁和直接顶的摩擦因数之间的关系。推导了液压支架带压移架的"带压临界值",提出了铺金属网带压擦顶追机移架方法。综合分析设计了旋采段回采调斜比例为1∶3,并确定了俯伪斜回采段输送机下滑量不应大于304 mm,并通过设置了防倒、防滑千斤顶的"三机"联合防倒滑措施,有效控制"三机"稳定性及片帮、冒顶,实现了大倾角厚煤层安全高效开采。     

KDB3000-10A型底板比压仪的研制及使用

单体液压支柱通过柱头承受顶板载荷,同时通过底座将载荷传送到工作面底板。底座对底板的接触正压力简称为接触比压,如果接触比压大于底板的抗压强度(即底板比压),就会造成单体支柱钻底让底,导致顶板维护不良,直接顶发生离层,容易造成冒顶事故。因此,加强对底板比压的测试工作以确定合理的支护密度,研制和使用底板比压仪显得尤其重要。     

大倾角煤层走向长壁开采支架稳定性力学分析

大倾角煤层走向长壁工作面安全高效开采的关键是对围岩的有效控制,而围岩控制的难点在于"支架-围岩"系统的稳定性控制。在综合厘定与研究工作面"顶板-支架-底板"系统相互作用关系的基础上,采用理论分析方法,将底板假设为弹性地基,构建支架倾向力学模型,研究顶板载荷作用下支架的行为响应,并探讨采高、底板物理力学属性和架间作用等因素对支架稳定性的影响。结果显示,在大倾角煤层走向长壁开采中,工作面顶板在其自重及上覆岩层载荷作用下,沿着渐进于重力方向的曲线处于非连续运动状态中;受工作面顶板非连续运动影响,其对支架的作用载荷处于渐进累积过程,支架亦会随着顶板的运动而运动,且其运动幅度处于非连续渐进累积过程;支架稳定性随着顶板法向载荷的增大、顶板切向载荷的减小、顶板载荷偏载程度的减小、底板硬度的增大、采高的减小和支架侧护板千斤顶刚度的增大而增强;顶板法向载荷、底板地基系数、采高和支架侧护板千斤顶刚度仅能在一定程度上增大或减小支架的运动幅度,而顶板切向载荷和顶板载荷作用位置不仅能影响支架的运动幅度,亦会改变其运动方向,且较其它因素而言,其对支架稳定性影响较显著。严控工作面倾斜中上部区域顶板稳定并及时调整支架位态,以减小工作面顶板对支架的切向载荷和顶板载荷的偏载程度,是控制支架稳定的有效途径。     

老鹰山煤矿综采面液压支架支护阻力分析

通过对老鹰山煤矿8113(1)综采面矿压规律适时监测,分析了目前ZY3400-13/32型掩护式液压支架初撑力、工作阻力对安全回采的适应状况,认为目前液压支架初撑力整体严重偏低,额定工作阻力具有较大富裕;得出了平均工作阻力沿工作面倾向线长分布规律,下出口最大,上出口最小;系统研究了开采每一作业循环内支架平均工作阻力及上下柱偏载现状,认为目前综采面液压支架上下柱普遍受力不均;运用采场矿山压力理论,确定了综采面下段部分基本顶平均周期来压步距为11.4m,支架合理工作阻力为2988.51kN,这对老鹰山煤矿后续综采面及类似老鹰山地质条件的工作面安全回采提供了一定的借鉴意义.