近距离煤层采空区下综采支架合理工作阻力研究

针对近距离煤层采空区下综采工作面顶板压力实测值与"传递岩梁"理论计算值存在显著差异的问题,以大柳塔矿21305综采工作面为背景,采用理论分析方法确定了顶板压力力源,采用位态方程和实测统计相结合的方法,研究了采空区下综采工作面支架合理工作阻力的确定方法。结果表明:采空区下综采工作面矿压规律因受多种复杂因素的影响,表现出明显的特殊性与差异性,直接顶和基本顶重力以及上覆采空区矸石附加静载荷组成了工作面支架上的顶板压力;采空区上方矸石随着工作面支架前移而在工作面上方附近及时随动,对其产生附加静荷载作用,导致了21305综采工作面顶板实测压力值相比"传递岩梁"理论计算值明显增大;支架均值偏阻力12 326 kN和支架均值上阻力12 903 kN所对应的顶板控制效果均极好,超限比例均较小,但当支架合理工作阻力选为12 903kN时,超限比例为0,支架工作阻力富裕程度较高,因此本着降低生产成本,减少投资的原则,选取12 326 kN为21305工作面的支架合理工作阻力。

大采高综采工作面支架合理工作阻力研究

针对大采高综采工作面矿压显现剧烈现象,对神东矿区上湾矿大采高12106综放工作面支架工作情况进行了分析研究。12106工作面共布置151台支架,通过对支架工作阻力监测数据分析,得出工作面顶板周期来压步距平均值为21.1 m,来压时工作面支架循环末阻力均值为13 914 kN,支架初撑力均值为11 819 kN,未达到额定初撑力;采用"四一法则"对已采工作面的合理工作阻力进行核定,通过现场实测数据结合理论计算,得出12106工作面支架的合理工作阻力为18 000 kN。

工作面液压支架的合理选型

分析了支架的合理支护强度应包括支架合理工作阻力、合理初撑力以及两者的比值。列举了4种计算支架合理工作阻力的方法,叙述了支撑掩护式支架特点以及支架的选型及其在刘庄矿的应用。

综放工作面顶板运动规律及支架-围岩关系研究

布尔台煤矿42103综放工作面回采过程中,经常出现台阶下沉甚至支架压死等现象,在对42103综放工作面支架合理工作阻力进行分析的基础上,采用理论推导和现场实测相结合的研究方法对工作面顶板运动规律进行计算,建立了42103综放工作面顶板结构模型,并分析支架-围岩的相互关系,利用顶板结构模型法和动载系数法综合计算确定了42103综放工作面支架合理工作阻力。研究结果表明:42103综放工作面顶板压力为1.63 MPa,支架合理工作阻力为18 709 k N,支架合理支护强度为1.71 MPa。

综采工作面顶板来压预报及支架适应性研究

为研究顶板来压的预报预测,以察哈素31201工作面为例,通过现场实测研究支架工作阻力的确定,并通过实测工作阻力与顶板来压进行预报。选取工作面上部33#、中部72#、下部92#支架为例,通过分析支架每个循环的时间加权工作阻力的平均值及与2倍均方差之和作为顶板来压的判据,并分析支架的初撑力和末阻力的增阻关系以及支架阻力频率分布及动载系数,认为现有支架ZY12000/18/35D能够满足现场工作面支护要求。

大采高综采工作面支架工作状态核定

大采高综采是特厚煤层开采的新途径,但在初采阶段存在顶板压力大、动载系数大等现象。本文根据31煤的赋存特征,对大采高综采工作面31101进行了矿压观测,并对采场的矿压规律和支架合理工作阻力等问题进行了研究。

大采高综放工作面矿压显现规律研究

大采高综放开采技术增加了割煤高度和放煤空间,大采高综放工作面的矿压显现和围岩控制必然不同于普通综放工作面。根据某大型矿井9号煤层的赋存特性,对9304大采高综放工作面进行现场观测,并分析矿压数据,研究了9304工作面矿压显现规律和支架合理工作阻力等问题。

采场支架围岩关系研究及支架合理额定工作阻力确定

依据支架围岩关系调压试验曲线,从定性定量2个方面论证了它们之间关系。从控制角度出发,采场上方直接顶岩层运动与支架额定工作阻力关系是必须控制与必须被控制关系,称为“必控岩层”,其定量关系为Pze=hzγz。基本顶岩层运动与支架额定工作阻力关系是程度控制与被程度控制关系,称为“程控岩层”,呈“双曲线”关系,导出了它们之间关系数学力学公式,即Pre=QSm/2Sx。支架额定阻力与整体弯沉带岩层运动关系是不可以控制也不可以被控制关系,称为“不可控岩层”,其定量关系为Pb=0。分析了调压试验曲线特征、存在条件及双曲线在坐标系中位置影响因素。依据支架围岩呈“双曲线”关系数学力学模型,确定了支架控制整个采场上覆岩层运动具备合理的额定工作阻力。

大采高综放采场矿压显现规律研究

大采高综放开采技术是特厚煤层开采的新途径,它结合了大采高与放顶煤的特点;但在矿压显现规律上又不同于两者。文章根据神东保德煤矿8#煤层的赋存特性,对大采高综放工作面81300-2进行了矿压观测,并对采场的矿压规律及支架合理工作阻力等问题进行了研究。

神东矿区液压支架工作阻力确定的基本思路

根据实测的顶板结构和支架工作阻力等可以定量计算采场顶板压力,工作面采高等则能定性估算采场顶板压力。顶板初次运动和周期性运动阶段顶板来压时的压力最大值是衡量顶板压力的标准。测算得到二柱掩护式支架垂直方向的顶板压力约为倾斜方向支架工作阻力的0.95倍。应该选择适宜的控顶距作为顶板压力已知时计算支架合理工作阻力的依据。