基于平衡千斤顶受力分析下的两柱综放支架适应性研究

为研究两柱掩护式综放支架在特定地质条件下的适应性,采用现场监测数据对支架合力作用点位置、平衡千斤顶安全阀开启率、放煤前后平衡千斤顶的受力状态及平衡千斤顶对顶梁的水平作用力等进行了分析。结果表明:在该特定地质条件下平衡千斤顶有效地调节和保持了支架的几何位态,合理地调节了支架合力作用点位置;有效地保证了端面顶煤的稳定,从而验证了在该特定地质条件下两柱综放支架的适应性。研究结果对于现场操作及该种架型的改进具有一定的指导意义。

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。

两柱掩护式综放支架承载特性及适应性分析

为了研究两柱掩护式综放支架在不同围岩条件下的承载特性和适应性,通过支架结构受力分析,得出了ZFY12000/23/40D两柱掩护式综放支架在特定工况下的合理承载区间仅为0.81 m,两柱掩护式综放支架的受力平衡区和合理承载区间的范围主要受到平衡千斤顶上下腔额定工作阻力的制约。当增大平衡千斤顶的额定工作阻力时,可使两柱综放支架的立柱工作区和合理承载区间显著增大,进而扩大支架对围岩的适用范围。根据不同煤层和不同时期两柱掩护式综放支架平衡千斤顶的受力实测,分析得出在硬煤条件下平衡千斤顶主要处于受拉状态,在软煤条件下平衡千斤顶主要处于受压状态,中硬煤条件下,平衡千斤顶受力较小,支架更容易实现自身稳定。

不同煤层两柱和四柱综放支架适应性实测分析

通过对崔木煤矿软煤层和平朔井工一矿中硬煤层条件下,两柱和四柱综放支架受力的实测分析,得出:在正常推进期间,两柱综放支架在软及中硬煤层的适应性好于四柱式综放支架,但两柱综放支架对于特殊地质条件的适应性还不太理想。四柱式综放支架对软煤层的不适应主要体现在支架前后立柱受力不均,且前后立柱受力均衡性与煤层硬度系数呈反相关关系,当煤层硬度系数小于0.5时,四柱式综放支架前后立柱受力比急剧增大,适应性较差。

ZF2800-15/24型两柱掩护式综放液压支架在复杂地质条件下的应用

总结了在复杂地质条件下,两柱掩护式综放液压支架的应用,并提出了应对不同地质条件的措施。

浅埋深三软煤层两柱掩护式综放支架适应性及优化技术

基于伊犁四矿21103工作面矿压监测及现场实测,对两柱掩护式综放支架在伊犁矿区浅埋深三软煤层条件下的适应性进行了研究。结果表明:两柱掩护式综放支架在伊犁四矿21103试采工作面表现出了良好的承载性能,支架选型合理。针对工作面初采期间在顶煤薄、顶板松散条件下出现的架后漏矸严重、后部刮板输送机压死的问题,采取了一系列采煤工艺改良措施,并通过支架结构优化设计,增强了支架封闭性能,最终实现了两柱掩护式综放工作面的安全高效生产。

两柱掩护式综放支架工艺适应性研究

为研究两柱掩护式综放支架的工作特性及对工作面条件的适应性,掌握支架工作阻力的循环变化规律,针对现场工作面端面顶板的控制效果以及支架的工艺性能进行了数据实测。研究表明:两柱式支架工作阻力以增阻状态为主,支撑效率大幅提高;能够阻止顶梁的低头运动,保持支架的稳定;可以提供更高的工作阻力和水平力,取得更好的端面控顶效果;控制结构简单、后部放煤空间大、移架和放煤速度快,为进一步提高工作面回采效率创造了条件。

基于有限元分析的综放支架承载特征及适应性研究

基于ANSYS有限元数值分析手段,研究了两柱掩护式与四柱支撑掩护式综放支架的承载特征及适应性,得出了在考虑顶板附加力作用下,两柱式和四柱式综放支架的合理承载区间。研究结果表明,在考虑顶板对支架的附加力后,支架的合理承载区间相比静力平衡条件下有所增大,且四柱式综放支架的合理承载区间范围大于两柱式综放支架。并结合煤层硬度与顶梁外载合力作用点位置的对应关系,对比分析了两柱式和四柱式综放支架在软、中硬及坚硬煤层的承载能力和适应性。

两柱掩护式综放支架与围岩相互作用相似模拟研究

基于两柱掩护式综放支架新架型,采用大比例相似模拟实验,研究了工作面顶煤的变形破坏特征及支架与围岩相互作用规律,分析了顶梁前后比和支架工作阻力对支架位态和端面顶煤稳定性的影响规律.结果表明:随顶煤硬度减小,控顶区顶煤和两柱掩护式综放支架位态稳定性同时下降;顶煤较软时,放煤区和端面区顶煤的失稳并不断扩大直至贯通是导致支架-围岩系统失稳的原因,提出了顶煤双区失稳的概念;在软煤条件下,支护的关键是通过控制放煤量限制放煤区顶煤的垮落线前移,提高支架支护质量,控制端面冒顶,实验工作阻力设定值由2.7MN增加到5.5MN,端面冒顶高度由2.13m减小到1.66m,顶梁前后比设定值由2.38减小到1.49时,端面冒顶高度由1.75m减小到0.915m,同时顶梁回转角度变化由16.8°减小到1.2°.

两柱掩护式综放支架的承载规律及工艺研究

为研究两柱掩护式综放支架对放顶煤工作面生产条件的适应性,采用现场实测方法分析了支架工作阻力的循环变化规律、工作面端面顶板的控制效果以及支架的工艺性能.结果表明:与四柱式支架相比,两柱掩护式支架工作阻力的循环以增阻为主,支撑效率大幅提高.通过平衡千斤顶的推力作用,可以保持支架位态的稳定,提供更高的工作阻力和水平初撑力,得了比四柱式支架更好的端面控顶效果.两柱式支架的控制结构简单,后部放煤空间大,提高了移架速度和放煤速度,为进一步提高工作面的生产效率创造了条件.

特大型综放工作面底板比压及两柱支架适应性分析

运用底板比压仪对安家岭井工二矿B906特大型综放工作面底板比压进行现场实测,得出底板允许比压值及破坏类型,对底板进行分类。通过对综放液压支架底座比压分布特征的分析,得出综放两柱支架底座前端比压最大值。经校核分析,综放两柱支顶掩护式放顶煤支架底座比压能够满足B906综放工作面底板比压的要求。