大采高综放支架工作阻力确定方法探讨

在综合研究目前综放支架工作阻力确定方法基础上,以采场围岩控制为核心,采用实测统计方法,分析了大采高综放支架合理工作阻力的确定方法,并以朔州区4号煤条件为例,给出了合理工作阻力值.     

大采高综采支架工作阻力综合分析与确定

通过基于全波形声发射的岩石力学特性参数试验及分析,6.2m大采高综采支架工作阻力物理相似模拟,采用FLAC3D三维有限差分计算分析等方法和手段,分析工作面向前推进过程中上覆岩层的垮落、破断对工作面支架支护阻力的影响,并对模拟支架工作阻力进行了统计分析,确定了合理支护强度或合理支架工作阻力,为羊场湾煤矿6.2m大采高工作面的安全开采和支架工作阻力参数的确定提供了科学的依据。     

大采高综采面矿压显现规律及煤柱宽度优化研究

针对复杂地质条件下大采高综采工作面矿压显现及煤柱留设问题,以赵庄煤矿3号煤层5302工作面为研究对象,通过现场实测方法,揭示复杂地质条件下软煤层大采高开采的矿压显现规律及工作面合理煤柱宽度。研究结果表明:工作面基本顶初次来压步距为15.4~25 m,平均为21.4 m;来压期间支架平均工作阻力为5842.175 k N。基本顶周期来压呈分段局部来压,来压步距一般在5.3~13.7 m左右,平均为8.9 m;来压期间支架工作阻力平均为5588.23 k N。根据数值模拟及现场观测数据确定5302工作面合理净煤柱宽度不应小于40 m为宜。     

矿压规律与液压支架工作阻力的确定

铁法矿务局晓南矿西三４０６工作面所用经改造的Ｇ３２０掩护式支架常被压坏压死，根据现有的矿压观测条件采用０－６０ＭＰａ压力表跟班测试Ｐｏ，Ｐｔ，Ｐｍ值，并对所得大量数据进行了详细分析，证明本套支架不适应晓南矿西三四层顶板管理的需要，并根据数据分析为本层煤液压支架工作阻力的确定提供了依据。     

"两硬"条件大采高液压支架工作阻力计算

为解决“两硬”地质条件下大采高综采液压支架缺乏,厚煤层一次采全高技术不能在大同矿区推广等问题。笔者对液压支架与大采高综采采场围岩的力学关系进行了分析,根据相关矿压理论,从多种角度对“两硬”条件下大采高综采支架工作阻力的计算方法进行了探讨;同时列举了5 000 mm厚煤层一次采全高试验工作面液压支架的支护阻力实测数据;通过对支架工作阻力理论计算值与井下工作面支架支护阻力实测数据的对比分析,认为采用多种方法计算、再综合分析的方法来确定大采高液压支架工作阻力是可行的。     

寺河矿大采高300m工作面采场控制分析

为了能够更好地维护工作面顶板,对采场矿压进行控制,通过现场观测的方法了解了初撑力对采场矿压的影响,并采用回归分析法分析了支架初撑力与工作阻力的关系。结果表明：初撑力与工作阻力呈正相关,即提高支架初撑力可以使支架工作阻力得到很快发挥,以利于顶板管理。     

坚硬顶板大采高采场支架阻力的确定

陕西彬长公司大佛寺煤矿40104工作面是大佛寺煤矿布置的第1个大采高综采工作面。为了确定工作面支架合理的工作阻力,采用物理相似模拟实验的方法,对该工作面的支架阻力与支承压力分布进行了分析研究。通过实验分析,确定了坚硬顶板条件下采高3.8 m时综采支架的合理工作阻力为6 000 kN左右。将实验结果与理论计算的结果进行对比,两者具有较好的一致性,同时实验还得出了工作面支承压力的峰值、峰值压力位置与影响范围。     

某矿大采高工作面3种液压支架性能的比较分析

详细记录了某矿所用3家不同厂家生产的3种支架的故障,根据工作面在线监测数据分析了工作面3种支架的工作阻力,对选定支架额定工作阻力12000kN的合理性进行了探讨,并对3种支架的实际性能进行了比较。     

坚硬顶板大采高综采面支架合理工作阻力研究

基于同煤集团晋华宫矿8210工作面条件,采用理论分析与现场实测相结合的方法,对坚硬顶板大采高综采面支架工作阻力确定方法进行了深入研究,结果表明:坚硬顶板大采高综采面顶板易形成"坚硬-坚硬型"双岩梁结构,支架合理工作阻力应能同时满足对下位岩梁的"限定变形"和上位岩梁的"给定变形"的控制要求,由此计算8210工作面强制放顶前后支架工作阻力分别为18 000,11 000 kN,确定ZZ13000/28/60型支架为工作面支架,实现了坚硬顶板厚煤层的安全高效开采。     

相似模拟试验支架阻力监测装置的研制及应用

在相似模拟试验过程中,为使模拟支架尽可能贴近真实情况,基于液压原理研制出了能够监测相似模拟试验支架阻力的试验装置,建立了现场支架工作阻力和模拟支架测量参数之间的函数关系.为检验支架阻力监测装置性能,以辛安矿1402工作面为研究对象,进行了相似模拟试验和现场试验.由模拟试验和现场试验对比分析可知:监测装置和现场监测的平均工作阻力分别为额定工作阻力的67.88%和69.6%,相差很小.采场支架工作阻力主要的分布范围和相似模拟试验支架阻力监测装置测得的工作阻力分布范围相同,均为5 000 k N~6 000 k N.相似模拟试验支架阻力监测装置能够模拟现场支架工作阻力,具有良好的可靠性.     

大采高浅埋煤层工作面矿压显现特征模拟及试验分析

为研究浅埋煤层在大采高条件下顶板运移规律及矿压显现特征,通过构建数值模型研究了3～7 m采高条件下的顶板破断过程及来压规律,构建物理模型分析了顶板垮落及支架工作阻力变化特征。研究结果表明:随着采高的增大,顶板回转角度不断增大,且出现了明显的台阶下沉现象,采高从3 m增大到7 m地表沉降量增加了3.5 m,顶板的初次来压及周期来压步距整体呈增大趋势;煤壁支承压力峰值随采高增大往工作面前方迁移,影响范围也不断增大,在采高5 m时达到了最大值10.53 MPa,之后回落并趋于稳定,证明支承压力并非随采高增大而持续增大;随着采高的增大顶板卸荷损伤区域迅速向上扩展,使上覆岩层裂隙充分发育,诱发顶板的大范围切落,大采高形成了"悬臂梁-砌体梁"结构,形成了工作面的剧烈来压。物理模拟结果表明,切顶发生时支架工作阻力提升到了9 614 kN,较周期来压时增大了16.1%,比普通采高时有了较大的提升。因此选取合理的采高对于保证采空区稳定减少顶板灾害事故至关重要。     

液压支架计算机监测系统在特厚煤层综采工作面的应用

针对大同煤田石炭二叠纪特厚煤层综采工作面因顶板压力大经常损坏液压支架而影响工作面安全生产的问题,运用液压支架工作阻力在线监测系统,预测工作面来压情况,以确定合理的推进速度,避免压架事故发生,确保安全生产,提高生产效率。     

薄煤层综采工作面顶板运动规律及其控制技术研究

以赵官煤矿1705西薄煤层综采工作面为研究对象,用现场实测和理论分析的方法,对综采支架工作阻力和超前支承压力进行了研究,得出了工作面推进方向上的顶板运动规律,确定了需控岩层范围和超前支承压力影响范围,为选择合理的支护形式、进行正确的支护设计提供了科学依据,对矿井安全生产具有一定的指导作用。     

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。     

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。     

厚煤层错层位开采的实际应用

沿空留巷充填体及沿空掘巷煤柱直接支撑顶板是导致区段巷道底臌的原因之一,且维护困难,成本高昂。加之留巷充填时工艺复杂,影响了煤矿科学开采。以西山镇城底矿错层位开采为例,对其巷道布置及回采工艺进行分析。工作支架阻力及两巷超前压力等实测结果表明,工作面矿压显现由完全沿空进风巷至沿顶板回风巷呈单调递减,错层位开采进风巷超前支承压力小于回风巷,完全沿空进风巷的变形量略大于沿顶板回风巷。其回采率显著高于传统的留保护煤柱开采方式。     

改善支撑式液压支架控制破碎顶板的途径

本文根据有关工作面矿压研究成果,建立了采场支护系统的顶板结构摸型。通过力学计算及分析,得出了支架总工作阻力作用点移向工作面煤壁可以改善支架对破碎顶板的控制。提出了一些改善支撑式液压支架控制破碎顶板的具体途径,通过分析得出了合理的支护参数。     

回采巷道矿压显现特征分析研究

回采巷道所选用的护巷方式及支护形式直接决定了回采工作面开采的难易。本文通过对不同护巷条件的几条综采工作面回采巷道的矿压显现观洲,介绍了木支护、金属棚支护的试验情况及矿压显现特点,分析了沿空掘巷(留小煤柱)合理支护方式,提出了沿空掘巷布王的合理小煤柱尺寸及支护方案。     

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。