大倾角煤层开采“顶板-支护-底板”系统稳定性及动力学模型

利用运动学方法,通过对R(顶板)、S(支护系统)、F(底板)各自运动形态和"R-S"、"S-F"静态稳定性以及"R-S-F"运动失稳模式的分析,得出了大倾角煤层走向长壁开采"R-S-F"系统动力学一般模型,为"R-S-F"系统动态稳定性控制模式和工作面围岩灾变预防研究奠定了理论基础.

大倾角煤层开采覆岩空间倾斜砌体结构

以大倾角煤层走向长壁采场为研究对象,采用相似材料模拟实验、数值模拟和理论分析综合方法,分析了采场顶板应力分布特征和变形破坏规律,认为大倾角煤层采场顶板破断后形成了倾斜砌体结构,该砌体结构以倾向堆砌和反倾向堆砌两种形式存在,且沿工作面走向和倾向均具有不同的分布特征,该结构的非均衡运动是导致"R-S-F"("顶板-支架-底板")系统失稳的主导影响因素,同时,该结构的运动形式亦受到上覆未垮岩层的变形破坏影响。倾斜砌体结构不仅是支护结构的施载体,也是"似壳结构"断裂失稳对工作面支护系统作用的传力媒介,对倾斜砌体结构的深入研究是探讨大倾角煤层采场"主承载结构"失稳致灾的关键。

大倾角特厚煤层综放液压支架工作阻力确定

为提高大倾角特厚煤层综放开采"R-S-F"系统稳定,采用相似材料模拟实验,对长山子煤矿大倾角特厚煤层综放开采液压支架工作阻力进行研究.结果表明:沿工作面倾向,中部区域支架载荷最大,最大平均载荷为5 540 kN,上部区域支架载荷次之,最大平均载荷为5 340 kN,下部区域支架载荷最小,最大平均载荷为4 966kN,且工作面中上部区域支架易发生逆向侧翻失稳,工作面下部区域易发生错动性滑落失稳.并将测得的支架工作阻力与采用载荷估算和R-S-F动力控制理论计算等方法计算的结果进行对比研究,结果显示支架工作阻力在合理范围内,并确定长山子煤矿大倾角特厚煤层综放液压支架工作阻力5 000 kN.

采场液压支架运动学分析

运用理论力学、测量学基本原理和方法,建立起R-S-F系统模型下采场液压支架在面空间上推移运动的一般运动方程;获得采面液压支架位态调整的设备调移公式;进而提供解决倾斜工作面液压支架下滑控制、设备移窜控制、复杂位态控制等问题的一般方法。