综放工作面顶煤承载能力和支架工作阻力的探讨

支架工作阻力计算是综放开采研究的主要问题之一.在对顶煤力学性质进行了实验室试验的基础上,总结出顶煤破坏时的强度满足主应力表示的莫尔-库仑强度准则.根据综放工作面顶煤体的受力特点,运用损伤力学应变等效原理,建立了综放工作面控顶距内顶煤体受力力学模型.从顶煤体承载能力的角度,研究综放面支架-顶煤体之间相互作用关系,推出了支架工作阻力的理论计算公式.该模型较好地解释了综放工作面支架工作阻力随顶煤强度的提高而增加的矿山压力显现.研究结论对综放面支架工作阻力计算具有一定的理论指导意义.     

近距离煤层顶层预采综采放顶煤试验

根据改造型支架低位放顶煤特点,提出了现场生产合理放煤方式选择的原则,在综放工作面进行一刀一放,、二刀一放、三刀一放和三刀二放,以及不同放煤工艺放煤试验的基础上,确定了放煤步距为1.2 m的双轮间隙放煤方式,这是近距离煤层预采顶层后,下层煤综放开采时最佳放煤方式,并在义马煤业集团常村煤矿进行了推广应用.     

近距离煤层顶层预采综采放顶煤试验

根据改造型支架低位放顶煤特点,提出了现场生产合理放煤方式选择的原则,在综放工作面进行一刀一放,、二刀一放、三刀一放和三刀二放,以及不同艺放煤试验的基础上,确定了放煤步距为1．2m的双轮间隙放煤方式,这是近距离煤层预采顶层后,下层煤综放开采时最佳放煤方式,并在义马煤业集团常村煤矿进行了推广应用。     

松软突出煤层钻孔护壁力学作用机理分析

为了解决松软突出煤层钻进问题,提高钻进深度,为了有效阻止松软煤层抽采钻孔塌孔的情况,在讨论了不同钻孔护壁方法的技术原理的基础上,结合弹塑性＂围岩-支护＂理论,建立钻孔护壁力学模型,采用数值分析的方法,分析钻孔在不同内压条件下,钻孔周围煤体应力、变形量变化规律。研究结果表明,伴随孔壁内压增大,钻孔变形量呈减小趋势,最大主应力σ1峰值位置左移,塑性松动区呈缩小趋势;次主应力σ3对应曲线整体上移,钻孔周边的应力集中现象有增长趋势。通过钻孔护壁力学作用机理分析,应用钻孔护壁技术,可有效减小或阻止钻孔变形,预防塌孔,保证钻孔的最大排渣空间,有利于施工较深的瓦斯抽采钻孔。     

改造型放顶煤支架工作面设备配套技术研究

将两柱掩护式铺网支架改造成双输送机低位插板式放顶煤支架，与配套综采设备进行综采放顶煤开采工业性试验，研究试验时设备设备配套中存在的主要问题，工作面后部刮板输送机前部堆积大量浮煤的原因，是支架前梁间，尾梁间漏煤，以及后部刮板输送机运煤时溢煤共同作用的结果，其中后二者是堆煤的主要原因，最后提出了相应的改进措施，推动了综放开采在义马矿区易自燃煤层条件下的推广应用。     

瓦斯抽采钻孔堵塞段力学模型及其应用

建立瓦斯抽采钻孔堵塞段力学模型,基于施工地点的供风压力极值pmax ,求解相应临界堵塞段长度L0,当L＞L0时,钻孔将发生堵塞;研究了钻孔堵塞段退钻阻力的计算方法,分析了堵塞段长度和堵塞段内部气体压力对退钻阻力的影响规律。分析结果表明,在钻孔工程中,钻孔堵塞段内存在较高的气体压力是造成钻孔发生堵塞、难以退钻的主要原因,退钻阻力对堵塞段孔内气体压力变化非常敏感,采取降压退钻是减小退钻阻力的有效方法。应用钻孔堵塞段力学模型,分析了九里山矿钻孔施工现状,提出增大排渣空间、降低排渣阻力、提高钻杆强度技术措施,通过工业性试验,未出现断钻现象,钻进效率提高17％。