两柱式放顶煤支架支撑效率分析

基于在神东柳塔煤矿实际使用的两柱掩护式放顶煤支架的立柱和平衡千斤顶工作阻力观测,分析了ZFY10200/25/42型两柱掩护式放顶煤支架的理论支撑效率为83.1%,而在实际使用过程中,由于平衡千斤顶常处于受拉的不合理工作状态,大幅降低了支架支撑效率,该支架在08综放工作面的实际支撑效率仅能达到68.7%。故两柱掩护式放顶煤支架不适用于硬煤层及节理裂隙不发育的中硬煤层放顶煤开采。

四柱式与两柱式放顶煤支架适用条件分析

通过神东大柳塔煤矿应用的两柱式放顶煤支架和潞安屯留煤矿(余吾煤业公司)应用的四柱式放顶煤支架的矿压观测数据,分析了两种支架的理论支护效率和实际运行状态,提出了两种支架的适用条件,为今后各矿实施放顶煤开采选择合理的架型提供参考。

煤矿井下两柱式过渡支架

为增大煤矿井下综采工作面过渡支架段后部空间,方便后部刮板输送机机头、机尾驱动部的安装、检修和支架的拉移,进一步发挥两柱式液压支架的特点,对两柱式液压支架进行结构改进,提出两柱式过渡液压支架结构,并成功应用于华亭煤业集团有限责任公司东峡煤矿急倾斜工作面。

两柱式支架在大倾角煤层的适用性研究

针对某矿301工作面四柱式支架出现的受力不均、支护效率较低且效果较差的问题,研究了两柱式支架在大倾角煤层工作面的适用性。得出结论:两柱式支架在大倾角煤层工作面受力均衡,支架的支护效率较高;两柱式支架的平均初撑力为29.64 MPa,生产过程中可提供较高初撑力,两柱式支架初撑力在大倾角煤层工作面具有很好的适应性。

两柱式和四柱式放顶煤支架在急倾斜煤层中适用性研究

为了研究四柱支撑掩护式和两柱掩护式低位放顶煤液压支架在急倾斜煤层中的适用性,基于靖远宝积山煤矿在急倾斜煤层中实际使用的四柱支撑掩护式液压支架和两柱掩护式放顶煤液压支架的支柱工作阻力与实际应用效果观测,分析了四柱支撑掩护式液压支架前后柱受力不均衡的原因和影响支架端面控顶效果因素。分析结果表明:与四柱支撑掩护式相比,两柱掩护式综放液压支架左右立柱受力均衡,初撑力利用效率高,支柱可以提高较大的水平阻力,端面控顶效果好,在急倾斜工作面中适用性更强。

ZF5800两柱式支架在放顶煤工作面的实践

当前,我国煤矿综采放顶煤普遍采用的液压支架多是四柱支撑式,该种支撑方式存在前后排立柱受力不均的现象。通常表现为前排立柱受力较后排立柱受力大,甚至有后排立柱受拉的情况。可见,四柱支撑放顶煤支架存在缺陷。此时,支架的支护能力得不到完全释放,其支护强度收到削弱,四柱支架的力学受力不均,影响支架的安全性能。针对这一情况,在8711工作面对ZF5800两柱式放顶煤支架进行试验。通过对矿压的检测、支架的受力分析、顶板岩层强度分析,证实8711工作面运用两柱式放顶煤支架是成功的。

中厚煤层两柱式支架高产高效工艺

兖州矿业（集团）公司鲍店煤矿首次应用ZY6400型两柱掩护式支架及其高产高效成套设备，通过合理地组织生产，便达到了综采工作面一次采全高月产30万t的水平。

两柱式液压支架防止底座前端集中受载的措施——支架液压系统中补偿阀的应用

简要分析了自动控制时两柱式支架在初撑时容易出现底座前端集中受载的过程及其原因 ,介绍了在支架液压系统中使用平衡千斤顶补偿阀解决该问题从而避免出现底座前端集中受载工况的办法。

两柱掩护式放顶煤液压支架架体结构仿真研究

基于数值计算软件MATLAB对两柱掩护式放顶煤液压支架架体结构进行仿真分析,进而提出液压支架四连杆机构参数化设计。具体仿真分析中先采用快速图解方法获取确定掩护梁和前连杆长度,并由此实施仿真分析,并结合机械加工中所考虑的测量精度以及加工精度等问题,对液压支架四连杆机构参数进行合理优化调整,最后将优化后的参数化设计应用于工程实践,确认设计具有一定可行性。

两柱掩护式液压支架初撑过程的机构演化机理

针对两柱掩护式液压支架初撑过程的机构演化机理不明问题,建立了两柱掩护式液压支架的平面运动学模型,得到了两柱掩护式液压支架发生机构演化的必要条件,提出了平衡千斤顶与立柱的主动协同控制策略。理论分析和试验研究表明:两柱掩护式液压支架初撑过程是否发生机构演化取决于顶梁的接顶姿态和平衡千斤顶状态;顶梁以仰头姿态接触顶板,顶梁由摇杆演化为“摇杆+滑块”,且平衡千斤顶为刚性件时,底座由机架演化为摇杆;平衡千斤顶为刚性件时,随立柱伸长,顶梁的运动形式为沿顶板向煤壁方向的滑移和向顶板方向的旋转,底座的运动形式为绕底座前端向煤壁方向的旋转,顶梁和底座的运动轨迹均呈二次函数变化,且顶梁仰头角度越大,顶梁前端滑移量和底座后端抬起量越大;平衡千斤顶为浮动件时,随立柱伸长,顶梁的运动形式为沿顶板的滑移和向顶板方向的旋转,底座不发生运动,平衡千斤顶长度呈二次函数变化,而顶梁的运动轨迹呈三次函数变化,且滑移量很小,还可能出现往复运动。所提出的平衡千斤顶与立柱的主动协同控制策略,能够有效避免平衡千斤顶的吸进空气和支架机构演化问题。研究结果合理解释了平顶山矿区出现的采煤机与支架顶梁的干涉现象,为研究立柱和平衡千斤顶的主动协同控制提供了新思路。

两柱掩护式综放支架对端面顶煤稳定性的控制作用

采用数值计算方法,分析在软煤、中硬煤和硬煤不同煤层硬度力学条件下,由改变两柱式液压支架立柱前倾角得到的不同水平支护阻力对端面顶煤控制的效果。模拟结果表明：合理的支架水平力可以有效的控制工作面端面冒顶,但顶煤硬度不同时,控制效果有很大差异,主要表现为：不同的顶煤硬度条件下存在一个合理的立柱前倾角度,硬煤条件时需75°~80°的前倾角度,中硬煤条件时需70°~75°的前倾角度。一般情况下,煤层硬度越小,立柱前倾角应越小;当煤层较软时,两柱掩护式综放支架需采取减小端面距等措施进行支护。

两柱掩护式液压支架有限元仿真及优化研究

将基于ZY10000/19/38型两柱掩护式液压支架基本结构,通过有限元分析软件构建两柱掩护式液压支架有限元模型,并以此为基础进行两柱掩护式液压支架有限元仿真分析,根据分析结果提出液压支架结构优化方案,最终将优化方案应用于工程实践,检验优化方案的可用价值。

500kV输电线路两柱式钢管塔施工

500kV双回华电芜湖电厂送出工程输电线路全长约105km,其中当涂县黄池镇规划区境内共18基采用钢管塔,沿线均位于河网地带的农田中,单节长且重,运输和施工十分困难。实践证明,运输道路较差、吊车无法进入塔位的两柱式钢管塔采用□800落地抱杆分解组立的方法,不失为一种有效、经济的施工方法。

平朔矿区两柱掩护式放顶煤支架适应性研究

基于平朔矿区首次使用ZFY12000/23/40D两柱掩护式放顶煤支架,为评价该支架在此矿区的适应性,总体研究了支架结构、承受载荷、平衡千斤顶、电液控制系统和实际使用工况。结果表明:支架结构能满足放煤要求;实测周期来压步距11.6 m,动载系数1.71;支架工作阻力5 941kN,最大12 443 kN;支架二柱受力偏差5.96%;放煤后支架受力降低13%;放煤后平衡千斤顶受力变化最大30.23%;实测支架移架时间初期29.8 s、后期59.7 s,放煤时间54.3 s;工作面遇断层和风化氧化区,架前冒顶和煤壁片帮增多;电液控制系统控制器失效较多。分析认为ZFY12000/23/40D型两柱式放顶煤支架在该地质条件下适应性较好。

两柱式支架放顶煤技术在保德煤矿的应用

国内第一个亿吨级大型煤炭生产基地——神华神东煤炭集团(以下简称神东),通过对保德煤矿煤层赋存及地质条件分析,经过对国内放顶煤开采设备与技术的充分调研、论证,与厂家合作设计生产了符合神东矿区资源赋存条件,适应神东矿区高产高效集约化开采模式特点的"大采高、大阻力、两柱式低位放顶煤电液控制液压支架"及其配套设备,完成了两柱式支架放顶煤开采技术和装备配套技术研究,并在神东矿区保德煤矿88300-1采面进行了成功应用,大幅度提高了生产效率和资源回收率,实现了神东矿区首个两柱式液压支架放顶煤工作面的安全高效回采,为神东矿区在中硬煤层实现放顶煤开采提供了可借鉴经验。

两柱掩护式液压支架内外加载支护对比试验研究

为解决内加载无法反映液压支架真实工况,智能开采支护状态调控缺乏试验依据的问题,研制了ZY6400/17/31液压支架1∶2缩比模型,搭建了液压支架位移、压力等状态监测系统,分别采用内、外2种加载方式,按照GB 25974.1—2010对不同垫块接触条件下液压支架进行试验。试验结果表明:内加载与外加载合力作用点位置易产生偏移,液压支架响应差异明显,前者作用下表现出压力协同,后者作用下位移协同;平衡千斤顶在非调控外加载状态下,随加载次数将产生累积效应,导致压力不断增大,有失稳趋势;接触状态对立柱位移影响较大,因此井下现场必须对姿态予以测量,提供顶、底板围岩接触状态判断依据。

两柱掩护式大采高强力放顶煤液压支架的研制

根据两柱掩护式放顶煤液压支架的使用情况,分析了增强两柱掩护式放顶煤液压支架支护能力的必要性和增大放顶煤支架高度的意义,针对双山和神树畔煤矿条件设计了ZFY17000/27/50D型两柱掩护式大采高强力放顶煤液压支架,介绍了其主要技术参数,研究了支架在4.5 m高度时外载作用位置与支护性能的关系,结果表明:外载合力作用位置在立柱工作区时,该液压支架支护性能可得到充分发挥,当开采高度为4.5 m时,立柱工作区范围为距顶梁后端1 576～1 804 mm。

两柱掩护式液压支架空间承载特性研究

针对两柱掩护式支架基于平面力系的承载区适应性单一,难以反映顶梁纵向对称面以外区域承载特性的问题,提出采用"承载体"分析支架的承载特性。运用空间力学解析法,以顶梁为研究对象推导"承载体"外表曲面解析式并分析承载面重叠时的选取原则;对"承载体"进行纵向和横向切面,得到支架纵、横两向承载特性;分析承载体的体积与支架参数之间的关系,并与已有的计算结果进行对比。结果表明:承载面的选取应遵循各液压构件承载力最小值的原则,并要满足立柱承载力在顶梁承载范围内为正值;"承载体"随支架高度而变化,并与支架高度存在一一对应关系;纵向承载区的2个极值点及面积都在支架纵向对称面处取得最大值并向两侧立柱双向衰减,横向承载区按照分布特征可分为3种类型;增大立柱上铰点到顶梁末端距离、立柱间距、平衡千斤顶的工作阻力及与水平夹角均能增大承载体的体积;"承载体"纵向对称面处的承载区分布特征以及支架参数对承载能力的影响都与已有计算结果吻合,因此"承载体"能够反映支架顶梁任意区域的承载特性,"承载体"的体积可以作为支架参数优化的标准。

特大综放工作面两柱掩护式支架适应性分析

为了研究两柱掩护式支架在特大综放工作面对顶板的控制效果,理论分析了综放两柱掩护式支架的控顶机理,建立两柱和四柱式支架前立柱倾角分别为85°和90°的数值模型,对比分析了不同类型支架对综放工作面顶板的控制效果。结果表明:因煤壁侧和支架侧顶板煤体的水平载荷不同,顶煤力学模型呈非对称冒落拱,且水平力指向煤壁方向时有利于顶煤的稳定;前立柱倾角为90°时,两柱和四柱式支架控顶性均不好,前立柱倾角为85°时,由于两柱式支架产生指向煤壁方向的水平力,使两柱支架支护效果明显好于四柱支架。

两柱掩护式放顶煤液压支架设计研究

介绍了两柱掩护式放顶煤支架的总体结构和参数确定,分析了其与围岩的适应性并与四柱支撑掩护式放顶煤支架进行了对比。