液压支架强度可靠性及敏感性分析

为解决液压支架传统的安全系数设计法中存在的设计余量大、强度分布不匀,提高液压支架设计的可靠性,应用有限元法对液压支架进行强度、可靠性和敏感性分析,研究液压支架在不同工况下对不同载荷、材料特性等的敏感性,提出了用有限元法对液压支架进行可靠性及敏感性分析的方法,并以ZF8000/22/35放顶煤液压支架为例,使用有限元软件HyperWorks对液压支架进行强度分析,利用ANSYS进行可靠性分析,得出液压支架对设计参数的敏感性.     

ZF6200-16/32型大倾角低位放顶煤液压支架应用与改进分析

大倾角低位放顶煤液压支架是液压支架形式的一种。本文对导致现用ZF6200-16/32型液压支架的液压系统压力不足、液压件动作不灵活、结构件故障的产生因素进行分析,找出解决问题的方法。     

ZF15000尾梁插板式放顶煤液压支架的选型设计

厚煤层开采技术和配套设备研制是当今世界主流攻关方向。详细介绍了ZF15000/27.5/42型大阻力支撑掩护式放顶煤液压支架的选型设计,阐述了尾梁插板式低位放顶煤液压支架特点,确定了采放比、工作阻力及初撑力,探讨了支架顶梁、掩护梁和底座各部分的设计思路及其作用。     

ZF15000/28/52型放顶煤液压支架液压系统故障分析及技术改造

本文扼要介绍了ZF15000/28/52型液压支架液压系统的常见故障及改进技术。     

ZF3700/16/26型支架底座加载试验的仿真研究

为了研究ZF3700/16/26型液压支架底座在各种危险工况下的强度和应力分布,利用Por/E软件建立了该型液压支架及其底座的三维实体模型,通过对底座两种危险工况——两端施加集中载荷和扭转的模拟加载实验,获得了各工作状态下该支架底座的应力与位移分布云图.研究表明:底座的应力集中位于前后柱窝及其边缘盖板处,两种工况下支架...     

“三软”煤层综放液压支架的研制与应用

针对芦岭矿地压大，9煤层属典型的“三软”煤层及赋存条件特点。提出了适应“三软”煤层厚度变化大．实现能采能放两种用途综放支架的选型方案．成功研制了ZF6400／17．5／28型“三软”煤层综放液压支架．实现了“三软”煤层综采工作面的安全高效开采．取得了良好的经济效益，     

ZY4000/08/16型液压支架架型结构分析

ZY4000/08/16型掩护式液压支架是在认真总结国内外掩护式液压支架技术成果,分析研究各种掩护式液压支架特点和使用经验的基础上,由兖矿集团机电设备制造厂支架研究所设计的新型掩护式液压支架。该支架的显著特点是：行人空间大,为行人及设备维护提供了保证;通过优化设计,改善了支架的受力状况,提高了支架的使用寿命。支架挡煤装置为企业专利产品,首次实现炮采、机采两用支架。本文重点介绍了该支架的结构。     

轩岗矿区三软煤层综采低位放顶煤液压支架选型研究

介绍了轩岗矿区5号煤层的赋存、特点及开采情况,探讨了新型支架的选型及确定,并进行了支护强度验算。结果表明,选用ZF3100/16/26型支架对5号煤层进行放顶煤开采是成功的。     

开采4～8m急倾斜单一煤层采煤方法

急倾斜煤层赋存条件复杂,开采难度大,原采用的采煤方法有巷放式、伪斜柔性掩护支架式、仓储式等方法,其中巷放式、仓储式已是国家禁止采用的采煤方法.针对4～8 m急倾斜单一厚煤层开采方法一直以来都没有得到很好解决,也是制约着此类煤矿安全生产的一个主要因素.为此本文介绍一种“ZF3200/17.5/27F型放顶煤液压支架”,经现场工业性试验及应用证明,可以比较好地解决开采4～8 m急倾斜煤层.同时体现出工作效率高、工作面支护条件好,安全可靠、工人劳动强度低、推进速度快、对煤层厚度变化适应性强等优点.     

ZFQ3800／16／30型坚硬特厚煤层放顶煤液压支架的应用

针对坚硬特厚煤层综放开采技术,介绍了所采用的ZFQ3800/16/30型液压支架的设计思路、支架特点及其使用效果。在试用期间创下了使用矿建矿以来月产和日产最好水平。     

建北矿综放工作面矿压规律研究

黄陵矿区开采实践证实,综放液压支架能平衡采场上覆岩层载荷,综合机械化开采对于预防顶板事故固然就像"安全箱"一样可靠,但这必须是建立在设备选择合理并保证良好的运行状况的基础上的。并且建北矿的煤层赋存条件、支护、采高以及井型等方面与邻近的煤矿都有很大差异,如果不加研究而盲目地套用其综放工作面的矿压规律,将会存在严重的安全隐患,甚至导致事故的发生,而造成巨大的经济损失。4-2101工作面作为建北煤矿首采综放工作面其顶板运动及矿压显现规律具有一定的代表性。通过对首采工作面进行系统的矿压观测,获得了老顶初次来步距、来压的强度、支架阻力的动载系数等矿压规律参数。总结出了首采工作面的矿压显现规律,提出了合理的支护改善措施,研究成果不仅能指导4-2101工作面安全生产,而且对于研究工作面顶煤,顶板运动规律、支架选型、支护质量及实现矿井安全、高产、高效等都具有重要的现实意义。     

澄合矿区中厚煤层综采面矿压显现特征研究

为解决澄合矿区5号煤典型中厚(1.5～3.5 m)煤层综采开采中存在的液压支架选型合理性等问题,文中以澄合矿区具有典型中厚煤层的王村煤矿斜井5216综采工作面地质条件为研究背景,通过现场矿压观测手段分析研究了矿压显现特征。研究结果:得出了澄合矿区典型中厚煤层综采工作面直接顶初次垮落步距、老顶初次来压步距、周期来压步距、来压强度以及来压持续距离等矿压显现特点,从而为澄合矿区中厚煤层综采支架选型合理性、安全可靠性以及相似工作面的高效安全开采提供科学依据。     

厚煤层放顶煤长壁工作面矿压研究

本文在分别采用长顶梁及短顶梁两种掩护支架的两个工作面开采试验的基础上对厚约6m的长壁放顶煤回采时上覆岩层及顶煤活动规律,支架受载及合理架型作出分析,认为放顶煤工作面支架截荷并不高于类似条件下小采高的分层工作面。长顶梁支架适用于顶煤较硬的条件,若采用超前工作面平行煤壁深孔注水可降低煤体强度,增加顶煤放出率。试验中观测到上覆竖硬岩层超前工作面断裂迫使顶煤于工作面前8m处就开始产生斜向断裂裂缝,并逐渐扩展,加密而降低其刚度。因此,放顶煤工作面支架实际处于工作面前方煤体及后方岩石支承的上覆台阶错动的平衡岩石块梁结构的掩护下,其截荷主要为顶煤及下覆破碎直接顶的重量。图7,表5,参3.     

基于弹性地基梁理论的端面顶板稳定性分析

端面冒顶一直是影响工作面安全高效开采的一大技术难题。本文采用弹性地基梁理论建立了端面顶板挠度微分方程,并运用PHASE 2D有限元软件建立了端面顶板稳定性数值模型,获得了煤层埋深、支架刚度、煤体刚度等因素对充填开采工作面端面顶板稳定性的影响。研究结果表明：（1）采深越大或液压支架刚度越小,端面顶板下沉越明显;煤层地基系数或顶板弹性模量增大时,端面顶板下沉有所减小,但影响较为有限;从可行性考虑,提高液压支架刚度,可以有效控制工作面顶板变形,降低端面冒顶及煤壁片帮的风险。（2）煤层埋深从200 m增加至250 m、300 m时,工作面前方塑性区宽度及支承压力显著增大,直接顶最大下沉量分别为61 mm、78 mm、96 mm。（3）煤层弹性模量从2 500 MPa增大至3 500 MPa、4 500 MPa时,工作面前方支承压力峰值略微增大,工作面前方煤体塑性区宽度也略微增大;直接顶下沉量略微减小。（4）现场观测表明,充填开采条件下支架阻力较小,工作面区域矿压显现不明显,顶板下沉得到有效控制。     

综放采场围岩复合结构力学模型及其控制研究

根据综放采场顶煤冒放形式和顶板移动结构,提出5种煤岩复合结构,研究了其形成条件,并建立了相应的力学模型:拱—拱组合模型、拱—砌体梁组合模型、拱—传递岩梁组合模型、台阶悬臂—砌体梁组合力学模型、台阶悬臂—悬臂梁组合力学模型,并由此推导其控制方程,计算支架载荷;针对不同顶板、煤层条件,运用相应力学模型分析支架—围岩关系,计算综放工作面支架载荷,确定综放采场支架合理工作阻力,从而有效控制综放采场围岩;通过对10个不同条件综放工作面支架载荷的计算与实测比较,计算值的安全系数为1.06,表明根据综放采场围岩组合结构力学模型计算支架载荷比简化的岩重计算更为合理,从而为综放采场围岩控制提供了理论基础。通过一个工程实例详细阐述了根据综放采场煤岩结构为学模型计算支架载荷的方法。图5,表2,参10。     

综放工作面粉尘运动的数值模拟及试验研究

运用气固两相流动理论建立了粉尘颗粒的离散型数学模型,采用Fluent软件,对成庄矿3309综放工作面的粉尘运动分布规律进行了数值模拟和实测.结果表明:利用数值模拟方法可以得到粉尘颗粒的运动分布特征,工作面割煤、移架、放顶煤各工序过程粉尘的浓度分布规律不同,粉尘浓度出现最大值的位置不同,难以沉降的呼吸性粉尘的分布区域也不同;经对比实测数据与模拟结果较为一致.研究结果可以为现场防尘技术措施提供理论性指导.     

综放全厚开采20 m特厚中硬煤层数值模拟研究

针对酸刺沟煤矿6-1号煤层的具体条件,基于矿山压力对顶煤的压裂作用,运用数值模拟方法系统研究了综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的合理工作面长度和工艺参数。主要结论有:工作面前支承压力峰值随工作面推进距离增大而变化;工作面前支承压力峰值随工作面长度的增加而增大;顶煤破坏系数随工作面推进距离和工作面长度的增加而变化。考虑矿山压力对顶煤的压裂作用,20m特厚中硬煤层综放工作面的长度应大于300 m;建议综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的底层工作面应采用4.5 m的大采高;支架合力作用点位置和支架阻力对顶煤压裂和支护系统的稳定性起着十分重要的作用;给出了合理的开采工艺参数及其匹配。