“三软”大倾角厚煤层工作面组合液压支架稳定性分析

针对刘东煤矿72煤层典型"三软"大倾角厚煤层的开采条件,采用理论分析与现场实测相结合的方法,研究了"三软"大倾角厚煤层工作面组合液压支架的稳定性及其适应性。结果表明:组合液压支架的稳定性与支柱的初撑力、初撑力不均衡系数、支柱迎山角等支护质量因素和煤层倾角、顶底板岩性特征等地质因素有关;组合液压支架的稳定性随着支柱初撑力的增大而增强,随着煤层倾角的增大而降低,适当增大组合支架下侧立柱的初撑力有利于提高支架的稳定性;控制支柱合理的迎山角是大倾角煤层条件下提高支架稳定性的重要保证之一。在刘东矿煤层条件下,支柱迎山角宜为6°左右,适应的最大煤层倾角为36.48°。现场应用中通过改善支架液压系统的密封性,防止漏液,提高支柱的初撑力,保持支架及支柱的良好位态,保证了支护系统的稳定性。     

用半圆仪测定迎山角

倾斜巷道或采煤工作面,顶板不仅对支架施加垂直方向的压力,而且还有使支架倾斜向下滑动的推力。为使巷道稳固,支架应有一定的迎山,即支架和顶底板垂直线保持一个向上倾斜的角度。迎山角的大小,与巷道坡度及顶板岩性有关。一般煤层倾角每增加6～8°支架沿倾斜方向可以上仰1°,但最多不得超过9°。 一、测定原理 设煤层倾角为α,支架与重垂线有夹角γ,迎山角β(如图所示)。则巷道倾角与重垂线夹角和迎山角有关系:α=β+γ     

倾斜巷道冒顶后支架"迎山角"的变化

根据实际经验,对倾斜巷道支架“迎山角”的变化进行了探讨,提出倾斜巷道冒顶时,应该将支架打直,并介绍了具体支护方法.     

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。     

回采巷道锚杆支护的研究

0 前言 鹤岗矿务局属国有大中型煤炭企业,煤层赋存多属中厚煤层、厚煤层,全年回采掘进总延米12万m左右(其中一分层巷道占20%,假顶下巷道占80%),随着综采、综放、高档普采等技术的发展,高产、高效工作面要求顺横断面加大,工作面推进速度的加快,使传统的木棚、工字刚棚以无法适应"高新"技术的要求,因此进行回采巷道支护改革势在必行,长期以来,该局在回采巷道支护上一直使用木棚、工字钢、U形钢等支架,以上支架在使用上存在问题较多,最大的缺点是不能有效的控制围岩的破胀力,支架没有初撑力,是一种被动支护,不能发挥巷道围岩的自撑能力.单体液压支架和摩擦支架虽有初撑力,但对两帮的水平应力无明显的支护作用,因此研究解决回采巷道支护是该局生产的当务之急.     

动力扰动下含软弱夹层巷道围岩稳定性数值分析

为了研究动力扰动下不同厚度a、位置h和倾角θ的软弱夹层对巷道围岩稳定性的影响,利用有限元软件ABAQUS对含有夹层巷道受到采场爆破作用下围岩的力学响应进行数值分析,并结合冬瓜山铜矿深部出矿巷道实际提出支护优化方案。结果表明,动力扰动下:1)巷道顶板和两帮应力、位移与夹层厚度a或位置h呈非线性变化关系,围岩的稳定性随着a或h的增加先减小后增大,说明了厚度a或位置h对围岩次生静应力和动力扰动衰减的影响程度的相对变化;2)随着软弱夹层倾角θ增大,夹层对动力波的衰减作用增大,夹角较大时,对动力波的衰减作用更显著;3)软弱夹层对冬瓜山铜矿出矿巷道围岩的稳定性起重要作用,支护措施和技术参数优化可有效控制围岩变形,验证了上述研究的正确性。     

回采工作面顶板自承力原理和岩层控制

简要阐明了顶板自承力原理（简称Ｓ－Ｂ理论）分析了各类直接顶板不同的自承能力及自影响因素，超前支承压力的组成及提高初撑力对降低近煤壁应力峰值的作用，计算了基本失稳不同厚度和直接顶不同抗拉强度条件下，保持直接顶自承能力必需的临界厚度以及临界支护阻力，进一步给出取得支架一围岩力学平衡必需的初撑支护强度和额定支护器的回归公式和理论公式。     

回采工作面顶承力原理和岩层控制

简要阐明了顶板自承力原理（简称Ｓ－Ｂ理论），分析了各类直接顶板不同的自承能力及其影响因素；超前支承压力的组成及提高初撑力对降低近煤壁应力峰值的作用，计算了基本顶失稳不同厚度和直接顶不同抗拉强度条件下，保持直接顶自承能力必需的临界厚度以及临界支护阻力，进一步给出取得支架－围岩力学平衡必需的初撑支护强度和额定支护强度的回归公式和理论公式。     

大倾角大采高工作面覆岩破坏与围岩应力分布规律研究

探讨了大倾角大采高工作面覆岩破坏与围岩应力的分布规律,研究结果表明采空区中上部易形成大动载,需要增大初撑力弱化顶板离层;直接顶的破断下滑严重,需要保证初撑力及合理拉移支架、推溜,避免支架滑移、倒架;超前支承压力影响范围在工作面推进过程中呈动态变化,支护重点由上端头向下端头转移。经过现场实测,证实同试验结果较为相符。     

超前支护液压支架非等强支护技术及自动控制装置研究

煤矿运顺和回顺巷道采用锚杆锚索或金属棚支护,超前支护液压支架在推进过程中对顶板反复支撑作用,使巷道顶板结构受到破坏,引起顶板破碎,不利于巷道顶板管理和煤矿安全生产。根据巷道顶板条件和压力分布情况控制超前支护液压支架的初撑力,在巷道不同的相对位置实现非等强支护,而支架的工作阻力和其他功能不受影响,最大限度保证巷道顶板完整,实现对巷道顶板的安全科学管理。     

XKCZ-1型巷道用快速撑紧式支柱

近年我国统配煤矿每年掘进来准巷道（主要是煤巷）约4000km，其中支护形式多为架阁支护（约占66％）。这种支架的不足在于没有初撑力或初撑力很低，对顶板的早期离层控制不力，在围岩与支架之间存有一定的空隙，需要等围岩产生较大的变形或松散后才能充分受力，这样便扩大了巷道周围的松散范围，恶化支架的工作条件。为改善这种支护形式存在的问题，我们设计了一种既有让压功能，又有较高初撑力的新型支柱。1支柱结构及工作原理（l）结构新设计的快速撑紧式支柱见下图：I图1巷道用快速撑紧式支柱1一岖效柱IZ一程转螺母：3一活垃：4一水平…     

综采工作面支架初撑力与围岩相互作用关系分析

为掌握综采工作面支架初撑力与围岩相互作用关系,并为支架选型以及围岩控制提供理论依据,采用理论分析和现场观测的方法分析初撑力与围岩相互作用关系。结果表明,初撑力对抑制裂隙体直接顶冒落和增强层状体直接顶整体强度有重要的影响,增大初撑力可以有效防止直接顶冒落;初撑力不仅影响支护体的刚度,而且影响增阻量的分布范围,初撑力越小支架控顶范围内的顶板下沉量越大;提出了工作面煤壁稳定性系数计算方法和影响因素,通过对比分析铁北煤矿2个工作面的矿压数据可知,初撑力较低是导致工作面发生大面积来压的关键因素。     

大倾角工作面支架与围岩关系研究

云盖山煤矿一矿22204综采工作面最大坡度26°,为了确保大倾角工作面,液压支架不出现非正常的垮落与滑动,达到延缓顶板的垮落速度,以及将破碎的顶板引导到支架后方的采空区位置处的目的,采用理论分析和试验研究的方法,分析了大倾角工作面支架受力特征与大倾角工作面支架的重心位置关系。研究得出:当工作面煤层倾角不断增加,为了确保液压支架不滑动,需要的初撑力呈现指数增加;当液压支架的支护高度的不断增加,支架重心也随之不断增加,因此支护高度的增加会对液压支架的稳定性产生巨大的影响,研究为大倾角工作面支架设计提供理论依据。     

倾斜工作面中墩柱迎山角确定方法与应用

可缩式墩柱是煤矿巷道支护较为新颖的巷旁支护体,其在倾斜工作面中迎山角的确定也是较为关心的问题之一,开展这方面的研究工作具有重要的理论意义与应用价值。文章以峰峰集团梧桐庄182208外工作面为研究背景,结合墩柱上下两节钢管嵌套这一特殊性结构,建立力学模型,进行受力情况分析,推导出墩柱在倾斜工作面迎山角的计算公式。计算结果表明,墩柱迎山角的大小与老顶、直接顶的厚度以及工作面倾斜角度有关,迎山角与老顶和直接顶厚度均呈指数关系,随老顶厚度的增大而减小,随直接顶厚度的增大而增大。通过现场试验结果分析得,当迎山角取2.4°时,能够有效控制墩柱结构的弯曲变形量,提高墩柱承载性能。     

初撑力与顶板管理

煤矿生产最主要的一项内容是顶板管理。回采工作面的支护材料及支护设备的发展经历了木支护、金属摩擦支柱、单体液压支柱和液压支架。木支柱由于损耗量大且不利于回采工艺的机械化，金属摩擦支柱由于操作复杂初撑力低等原因都逐渐淘汰。现在大多数回采工作面使用单体液压支柱和液压支架。l支护材料及设备的初撑力与项报管理的关系初撑力是指当活柱在工作液体作用下升起时对顶板的作用力。一般情况下初撑力高比低要好，初撑力高能使支柱（支架）很快达到工作阻力，减少支柱（支架）由初撑力达到工作阻力的过程中所产生的初始弹性压缩量，缩…     

兴安矿单一层工作面液压支架选型

煤矿综合机械化开采,对液压支架的选择和使用显得尤为重要,根据国内外使用液压支架的经验表明,支架架型的选择主要决定于矿山地质条件,特别是顶板的性质,它直接影响支架的架型和工作阻力。应将煤层厚度、煤层倾角、原煤炭部颁布的支护强度与顶板等级关系对照表作为选择何种类型支架的依据。通过对支撑强度、初撑力、支架高度等基本参数的计算,最后确定采用何种规格型号作为该工作面待用支架。     

一种架棚巷道支护质量检测仪

在掘进架棚巷道施工中,水平巷道的前倾后仰、倾斜巷道的迎山角、支架梁扭矩、支架梁水平度以及立柱斜度都直接关系到工程质量,直接关系到矿井的安全生产.根据质量标准控制的需要,设计制作出一种新型架棚巷道支护质量检测仪器,对架棚巷道支护质量进行有效检测,确保了巷道质量的动态达标.     

寺河矿井液压支架初撑支护强度与额定支护强度关系之探讨

本文从国内外高阻力 (70 0 ～10 0 0t)支架初撑力和额定工作阻力的关系的实际情况 ,采用国内外常用的初撑支护强度计算公式 ,结合寺河矿井的实际情况 ,分析得出该矿井液压支架初撑支护强度与额定支护强度的关系。     

高工作阻力液压支架初撑力的确定

从国内外高阻力 (70 0～ 10 0 0t)支架初撑力和额定工作阻力的关系的实际情况 ,采用国内外常用的初撑支护强度计算公式 ,结合寺河矿井的实际情况 ,分析得出该矿井液压支架初撑支护强度与额定支护强度的关系     

液压支架合理初撑力确定的分析研究

合理确定支架的初撑力,对于维护顶板稳定、减少顶板事故、保证安全生产和提高经济效益具有十分重要的意义。在详细分析液压支架初撑力与直接顶相互作用的基础上,对支架合理初撑力的确定进行了分析研究,提出了合理支架初撑力的确定方法。