论采场支架的作用及其与围岩的关系

本文从采场支架的基本作用出发,论述了“支架一顶板”共同承载结构形成的能量原理,在一定条件下直接顶板不仅是支架的载荷体,还是承载体。最后从上覆岩层、直接顶板和支架三者的功能关系,建立了支架的力学模型。     

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。     

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。     

顶板结构模型法计算确定综采面支架合理支护强度

乌兰木伦煤矿31405综采工作面回采过程中,片帮、冒顶严重,经常出现支架台阶下沉甚至压死,支架工作阻力不足,顶板控制效果不佳。针对这些问题,采用理论推导的方法对新开31406综采工作面顶板运动参数进行计算,确定了31406综采工作面顶板结构模型,利用顶板结构模型法计算31406综采工作面顶板压力和支架支护强度。研究结果表明:31406综采工作面顶板压力为1.23 MPa,支架合理支护强度为1.29 MPa。实际回采结果表明:工作面矿压显现正常,实现了安全高效回采。     

固结顶板采场围岩应力应变的有限元分析

本文用平面有限元法计算分析了固结顶板工作面在不同弹模、不同控顶距时围岩应力应变规律。研究表明,胶结层弹模改变对顶板下沉及其破坏方式产生影响,但不一定能改善围岩的应力状态。随控顶距的不同,采场围岩变形、应力相应发生变化。因此,开采期应及时护顶、缩小控顶距,合理确定工作面支护密度及支柱的工作阻力。     

采场围岩复合拱力学结构探讨

本文通过光弹性模型实验等研究方法,分析研究了开采影响下大范围内采场围岩的力学作用过程和采场矿山压力显现发生差异性的根本原因。     

薄煤层坚硬顶板采场围岩体三维应力状态的ADINA研究

以四川省达竹矿务局白腊坪煤矿薄煤层坚硬顶板采场为研究对象，应用ＡＤＩＮＡ结构分析有限元程序，在西门子计算机上模拟了０３１８工作面及其围岩的三维应力状态，得出该矿薄煤层坚硬顶板采场围岩的三维应力分布及其顶板的破坏规律。     

采场顶板破断模型及垮落规律分析

煤炭开采引起了上覆岩层空间结构的变化和顶板的变形破断,而采场顶板的断裂形态与采场压力密切相关,同时也对地表沉降产生较大影响。基于弹性力学薄板模型,采用位移变分法分析了顶板断裂的形成机制,根据薄板弹性理论,采用位移变分法建立了煤层顶板的力学模型,分析顶板断裂形态的形成机制,通过顶板的拉应力分布和弯矩分布得到了顶板的破坏规律。计算结果表明:顶板在初次破坏时,在顶板表面沿四周边缘出现O型破坏,继而在顶板中心处出现X型破坏,随着破坏的发展贯通,形成典型的O-X型破断。顶板在周期破坏时,随着工作的推进和角部效应的影响,形成半X型破断。     

基于支架-围岩力学场的综放面支架变形研究

针对极软厚煤层综放工作面支架-围岩相互作用关系,通过数值模拟计算,研究了基于支架-围岩力学场的支架受力和变形特征.通过对顶梁受力、位移等力学现象的动态分析,可以看出围岩对支架的作用是一个渐变的过程.研究得出极软厚煤层综放开采不同支架参数对支架变形的影响,提出了轻放支架架型设计的基本原则.图8,参10.     

“U”型钢支架-围岩接触关系及棚-索协同支护技术

针对"U"型钢支架承载能力因支架-围岩接触关系差而难以充分发挥作用的问题,通过建立不同支架-围岩接触关系模型,采用FLAC2d数值模拟软件分析了不同支架-围岩接触关系对支架变形特征、支架内力及围岩自承能力的影响,结果表明:支架-围岩接触关系将决定支架的受力状况,进而影响支架的变形特征及支架与围岩承载能力的发挥.提出了棚-索协同支护技术实现了支架整体承载能力的充分发挥,并在淮北某煤矿82联巷应用了该支护技术,巷道稳定后两帮位移量稳定在58 mm左右,顶底板位移量稳定在35 mm左右,有效控制了巷道围岩变形.     

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。     

“三软”煤层大采高综采工作面顶板管理

综采工作面顶板管理的基本要求是保持顶板平整完好,不漏顶、掉顶;保证工作面支架走得动、推起来,工作面两端头顶板支护安全可靠,保证足够的通风空间和行人安全;而"三软"煤层大采高综采工作面能否正常回采的关键,也就是如何加强对顶板的控制与管理。     

基于人工神经元网络的采场顶板质量评价模型

根据神经网络理论，建立了采场顶板质量评价的人工神经网络模型，实例表明该模型的评价正确率高，是用于解决复杂非线性系统评价问题的有效方法。可望在煤矿开采领域其它评价问题中得以推广应用。     

围岩不稳固的煤系硫铁矿采场顶板控制问题的分析探讨

对与煤伴生的煤系硫铁矿床在煤层采空区下开采时采场顶板控制方式及支护参数等问题进行了探讨，以寻求提高回收率及安全生产的途径 。     

采场矿压结构模型探讨

本文根据现场的实际条件,应用模拟试验,研究了采场压力,提出了一种新的采场围岩力学结构模型。     

急倾斜煤层采场围岩力学结构的探讨

根据急倾斜煤层赋存及开采特点,探讨了采场围岩的不同的力学结构形式、应力分布及变形破坏过程。     

大采高综采破碎顶板液压支架压架致损机理分析

针对大采高综采工作面破碎顶板条件下液压支架破损情况,对液压支架破损的原因进行了探讨.在已有的两柱掩护式支架受力力学模型的基础上,建立了支架耳座、掩护梁的受力模型.分析结果表明,在大采高顶板破碎条件下,平衡千斤顶受到支架位态的影响处于受拉状态,导致耳座与掩护梁焊接处开裂;掩护梁在上覆岩层产生的压应力作用下产生弯曲应力,弯曲应力最大位置处布设的管孔易产生应力集中,导致掩护梁产生裂纹并贯通.     

采场围岩特性的反分析研究

本文详细论述了采场围岩特性反分析的方法、数学模型、优化方法、约束条件等等.依据以上理论与龙凤矿的实测位移,采用有限单元与带约束条件的Nelder—Mead优化方法,得出了—635水平采场岩体与岩块杨氏模量之比为0.52,以及采动引起的工作面前方煤体特性的变化规律.     

近水平煤层厚硬顶板采场支架载荷分析及矿压控制

为解决厚硬顶板失稳冒落对采场支架载荷的影响问题,采用动力学分析方法,根据动力系统能量守恒原理得出厚硬顶板初次失稳冒落3种模式及周期失稳冒落2种模式下采场支架动载荷的计算公式,基于所得计算公式对支架载荷进行分析,得出合理的采场支架选型方法.该研究成果为厚硬顶板采场矿压控制提供理论依据,为合理进行工作面支护设计提供参考.     

大采高综采液压支架发展现状研究

笔者从本职工作出发，利用业余时间研读了大量大采高综采液压支架相关文献，希望能对我矿目前采用的支架有所改进，论文没有局限于我矿的发展进程，而是基于全球及全国的视野，文章首先指出煤壁的稳定性对大采高支架性能的发挥具有很大影响，而后简要介绍了国外支架的发展历程和发展现状，最后详细分析了我国的发展历程和现状，相信本文的研究对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。