布尔台煤矿厚煤层大采高液压支架适应性分析

为得到神东矿区北部中等埋深厚煤层大采高工作面矿压显现规律、液压支架合理工作阻力及分析支架适应性,对布尔台煤矿42102-1大采高综采工作面的矿压显现及液压支架工作阻力进行观测,计算得到该工作面顶板结构及运动特征参数,提出了考虑支架实际使用效果的"三因素法",即从"支"、"护"、"采"三方面评价支架适应性,应用岩石自重经验估算法、实测支架循环末工作阻力加1倍均方差和传递岩梁理论这3种方法,计算得出该工作面的支架合理工作阻力均为16 000 kN,应用结果表明:现有ZY10800/28/63支架工作阻力过小不能适应该矿中等埋深大采高的开采条件,须重新选择合理支架。

液压支架初撑力与工作面矿压显现关系研究

针对铁北矿右三片工作面压架事故中暴露出来的支架初撑力较低的问题,采用现场实测、理论分析等手段,实测得到了工作面约60%的支架初撑力小于3 000 kN,分析了支架初撑力对顶板下沉量、支架工作阻力、动载系数的影响关系。研究表明支架初撑力对控制直接顶稳定性和减少顶板破坏程度具有重要作用,初撑力较低会导致顶板的早期离层与破碎,高初撑力有利于支架性能的充分发挥,保障工作的安全、高效生产。

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。

浅埋深大采高工作面矿压显现及支架适应性研究

为研究浅埋深大采高工作面矿压显现规律、液压支架合理工作阻力及其适应性,对磁窑沟煤矿首采10101大采高综采工作面的矿压显现及液压支架工作阻力进行现场观测,并对工作面顶板运动参数、工作面来压步距和合理支架工作阻力进行计算,分析了支架适应性。研究结果表明:工作面初次来压步距为56.8 m,与理论计算结果吻合;工作面周期来压步距随工作面推进速度增大而增大,工作面推进速度为4 m/d和8 m/d时,周期来压步距分别为11.1 m和22.7 m;工作面支架工作阻力呈中间大两端小,支架实测最大工作阻力7 665 k N,理论计算支架合理工作阻力为7 676.4 k N,所选用最大工作阻力为8 000 k N的液压支架能达到了预期支护效果,但支架实测初撑力偏低,液压支架操作工艺需进一步优化。研究结果为磁窑沟矿后续工作面及其他地质条件类似矿井矿压控制和设备选型及优化提供参考依据。

淮北矿区三软合并煤层大采高液压支架设计

介绍淮北矿区三软合并煤层赋存条件开采工艺及液压支架选型,针对矿区煤层赋存特点,提出大采高一次采全高的开采方式,针对三软合并煤层的特性对大采高综采液压支架的支护强度、护帮机构、稳定性以及底板比压等问题进行了改进,在三软合并煤层上实现了大采高开采。

复杂煤层6.2m大采高支架工况监测与分析

为解决宁东矿区羊场湾煤矿15～20°倾角复杂煤层条件下6.2 m采高支架稳定性控制难问题,对该工作面大采高支架运行情况进行了现场监测与分析。结果表明:大采高支架工作阻力呈非线性演化规律,沿煤层倾角降低方向,中下部压力较小,非来压时支架工作阻力为6 880.9 kN,工作面中上部顶板压力较大,支架平均工作阻力9 343.7 kN,满足设计要求。现场开采过程中采用留设顶煤等措施,保持顶板完整性,减缓顶板破断岩石对支架的冲击性破坏,保障了现场支架正常运行和安全连续开采。

大采高综采面超高水材料充填开采技术

为了解决邢东矿村庄压滞煤炭资源开采的问题,提出了适用于大埋深、大采高等复杂地质条件下的综合机械化超高水材料充填开采技术,阐明其技术特点,并介绍了研制的分体式充填液压支架、超高水材料充填系统和采煤与充填工艺。现场监测结果表明:1126大采高综采工作面开采过程中,支架后柱工作阻力高于前柱工作阻力,顶板无明显来压现象;地表变形量较小,最大变形量未超过2cm,地表变形控制在I级形变以内。该技术有效解决了邢东矿可采资源紧张、村庄下压煤回采的技术难题。

大采高综采沿空留巷巷旁充填支护技术

基于亨健煤矿大采高综采工作面区段运输平巷沿空留巷支护困难的现状,进行了大采高综采沿空留巷巷旁支护技术研究。选用袋装ZKD型新型高水速凝材料构筑巷旁充填体,研制了ZX28800/20/32型沿空留巷专用液压支架对充填体两侧顶板进行临时加强支护。结果表明:新型高水材料固化后充填体抗压强度比原高水材料平均提高40%～50%,凝固速度快,初凝时间8～20min,充填体承载和变形性能好,并可根据工程需要对材料强度和凝固时间进行调控,更适应于沿空留巷巷旁充填支护需要。沿空留巷专用支架移动方便,工作阻力达2 400 kN,可延缓充填体受力时间。采取这些措施提高了留巷的机械化程度,加快了留巷速度,改善了护巷效果。

特大采高液压支架稳定性分析研究

为全面掌握影响大采高液压支架稳定性的因素,分析了大采高工作面液压支架的失稳机理,给出了大采高支架的临界失稳力学模型。以某大采高支架为例,将其状态参数代入大采高支架的临界失稳力学模型,得出液压支架临界失稳的理论解析。利用数值分析软件ADAMS建立该架的多体动力学模型,分析得出液压支架在各工况下临界倾倒的数值解。对比理论解析和数值仿真结果,二者误差仅为2%,证明了所建立模型的正确性与仿真方法的可行性,通过研究支架失稳角度曲线能得到支架在各高度条件下的失稳倾向情况,这对控制大采高液压支架的稳定性提供了技术方法。

大采高综采支架初撑力对煤壁稳定性的影响研究

为了解决大采高综采工作面易发生煤壁片帮及其难以控制的问题,提出了将控制煤壁片帮的切入点放在液压支架上,通过采用理论分析和数值模拟相结合的方法研究了综采液压支架初撑力为0-5 000 k N时对煤壁稳定性的影响规律。研究结果表明：当液压支架初撑力由0增大到5 000 k N时,煤壁内破坏深度由3.0 m减小为1.5 m,垂直集中应力峰值减小24%,煤壁处顶板下沉量减小24mm,煤壁水平偏移量减小8 mm。现场实测结果显示,提高液压支架初撑力能有效减小煤壁片帮次数和片帮深度;改善煤壁受力状态,最终减小煤壁片帮发生的概率。

大倾角三软煤层放顶煤支架选型及三机配套

在深入分析大倾角煤层放顶煤开采液压支架选型及三机配套的关键技术问题,特别是三软煤层开采技术的基础上,结合实际生产和使用情况,对4种液压支架的使用进行比较,并对采煤机和刮板输送机防滑等难点进行分析,为支架选型及三机配套提供了可借鉴的经验。

急倾斜三软煤层复合顶板综采工作面液压支架回撤技术研究

急倾斜三软煤层复合顶板综采工作面液压支架回撤是一个困难而复杂的技术难题。文章以李子垭煤矿16032工作面为例,介绍了急倾斜三软煤层复合顶板综采支架回撤的成功经验,对类似地质条件下综采液压支架回撤有一定的借鉴作用。

销轴连接对液压支架稳定性及可靠性的影响

支架结构件和四连杆机构间均通过销轴连接,其结构尺寸和受力状况对液压支架的稳定性和可靠性有很大影响。通过分析销轴、底座孔和连杆孔的间隙与连杆倾斜角的关系,以及四连杆销轴连接组合对顶梁横向偏移量的影响,给出了相应的计算公式及减小顶梁偏移的措施,推导了销轴和支架孔挤压面接触压力的分布函数;从结构和材料强度的角度给出了提高销轴连接可靠性的措施。

液压支架顶梁在外加载和内加载试验条件下仿真分析对比

针对目前进行的内加载试验不能真实地反应实际工况下液压支架顶梁受到的作用力,和顶梁的变形趋势,而外加载试验台对生产厂家来说造价高、维护困难,开创性地提出了在内加载试验台的基础上,通过对立柱压力的差别控制使顶梁受力状况和变形趋势更加接近垂直外加载试验结果,也就是更加接近实际工况。

极破碎顶板松软煤层支架选型及抱采工艺实践

为解决极破碎松软厚煤层工作面煤壁片帮和架前端冒顶难题,以芦岭煤矿极松软9煤综放开采为工程背景,分析了传统综放开采工艺特点,结合现场工程实践,研究了无梁端距抱采放顶煤工艺,其特点是通过加长顶梁实现无梁端距条件下采煤,设置800 mm伸缩梁保证超前支护,借助铲煤板铲平顶煤,带压移架,充分利用煤壁片帮进行采煤。针对此工艺特点,提出了该回采工艺合理的"三机"配套技术,并在芦岭煤矿特定地质条件下开展工业性试验,煤炭月产量达10万t,效果良好。

浅埋大采高综采工作面末采压架冒顶处理技术

为解决7 m大采高综采工作面末采压架事故,基于大柳塔煤矿52304大采高综采工作面末采贯通期间支架压死和冒顶事故,采用理论分析、现场观测的方法分析了压架与冒顶事故的原因,探索了工作面压力显现强烈的机理,分析了末采阶段矿压显现规律,提出了处理支架压死的技术方案,在巷道设计、顶板控制、工程质量、管理认识等方面制定了预防压架事故发生的关键性措施。

综放工作面支架围岩关系相似材料模拟试验

为了解决开采中存在的矿山压力问题,采用相似材料模拟试验的研究方法,分析了塔山矿综放工作面顶板运动范围、规律以及支架受力情况。认为综放面直接顶和基本顶有上位和下位之分,上位直接顶和基本顶在运动过程能形成平衡结构;工作面顶板不同来压阶段,支架受力不同;试验结果得出了通过减小控顶距能够降低工作面支架压力,防止支架压死的途径为适当缩小控顶距,适当增加支架的可压缩量和提高支架的支撑能力。

水力压裂控制综放工作面初次垮顶试验研究

为了解决综放工作面基本顶初次垮落步距较大的问题,理论分析了综放工作面基本顶初次垮顶步距影响因素,并在漳村煤矿2306工作面采用水力压裂技术进行初采预裂现场试验,通过监测煤体钻孔应力、超前支撑段巷道变形、工作面支架活柱压力及工作阻力及对比分析压裂前后钻孔围岩结构,得出以下结论:压裂后,顶板围岩破碎度及裂隙发育明显扩大,压裂破坏了顶板围岩的完整性,有效弱化了顶板岩层;钻孔应力计监测得出,水压预裂效果良好,能够有效减小工作面超前支承应力;表面围岩监测发现巷道变形量很小,两帮及顶底板移近量无变化;支架活柱压力及支架工作阻力连续监测得出压裂后工作面基本顶初次垮落步距为15.6 m,比类似条件工作面爆破预裂效果提前6 m。水力压裂控制综放工作面初次垮顶技术具有工程量小,安全性高,施工速度快,控顶效果好等特点,能有效解决坚硬顶板综放工作面基本顶初次垮落步距较大、支架压力大的问题。

大跨度切眼顺山支架综掘扩安一体化施工实践

传统的综采工作面大跨度切眼施工期间,通常采用单体支柱配合π型钢梁加固顶板,顶板支护效果差,效率低下,且安全隐患较大。针对综采工作面切眼大跨度顶板支护难题,采用顺山液压支架加固顶板施工工艺,取得较好的支护效果。

三软煤层电液控制放顶煤液压支架设计

针对三软煤层放顶煤开采时煤壁易片帮冒顶、支架前部扎底等情况,通过对支架主要技术参数和结构形式优化分析,提出三软煤层放顶煤液压支架设计要点,给出支架工作阻力、放煤高度的设计依据以及立柱支撑点的优化位置,同时把电液控制技术应用到三软煤层放顶煤开采,实现了放顶煤支架擦顶移架、成组控制、压力反馈技术,为三软煤层安全高效开采提供理论和实践基础,并已在实际煤层开采中取得显著效果。