“三软”煤层大采高组合滑移支架适用性研究

"三软"中厚煤层不规则块段、边角零星块段煤炭资源安全高效的回收,是淮北矿区可持续发展过程中亟待解决的关键问题之一.为此,在淮北双龙公司开展了"三软"中厚煤层复杂困难条件下的组合滑移支架适用性研究.采用理论计算、数值模拟分析及现场实践相结合的综合研究手段,研究了支架的稳定性和工作阻力合理值.研究表明,支架前后支柱间距设计不合理,前柱承受97%的顶板载荷、支架额定工作阻力为2 800 kN时对工作面围岩控制能够起到较好的效果以及在直接顶平整条件下组合滑移支架工作阻力均未超过其额定工作阻力.工程实践表明,组合滑移支架适合于直接顶较为平整的"三软"中厚煤层,该条件下工作面产量实现3.5万t/月,而对直接顶受火成岩侵入地段适用性较差.     

组合滑移支架在复合型顶板支护中的应用

介绍了组合滑移液压支架在复合型顶板采煤工作面的应用,通过对复合型顶板工作面压力规律分析、支护强度计算、现场顶板的管理、支护效果分析和生产过程中遇到的问题及处理措施的论述,说明了组合滑移支架适合滴道盛和煤矿的地质状况并能够满足矿井生产需求。     

东曲煤矿综采工作面端面顶板失稳规律及其控制研究

依据东曲煤矿14214综采工作面破碎顶板条件下开采的生产实际,采用FLAC3D数值计算和理论分析相结合,分析了工作面端面顶板失稳规律。研究表明:随着支架工作阻力的增大,端面顶板冒落程度变小,稳定性增强,当支架工作阻力为额定工作阻力的80%以上时,支架工作阻力的增加对端面顶板的控制作用影响减弱;当支架支护阻力达到额定工作阻力时,工作面顶板塑性破坏区域位于煤壁前方顶板中且破坏形式主要为压剪破坏;支架前后柱工作阻力比值不同,前后柱所控制顶板的区域不同,破碎顶板条件下应适当提高前柱阻力,其比值为1~1.2有利于端面顶板的稳定性控制与支架的稳定。     

中等埋深大采高综采工作面支架工作阻力实测及适应性分析

为研究中等埋深大采高综采工作面支架工作阻力及适应性,根据支架-围岩相互作用关系,在顶板类拱结构、给定变形、限定变形、多岩梁结构4种限定条件下,对311101工作面支护强度进行了理论计算。通过支架工作阻力现场实测,进一步验证支架适应性。研究结果可为类似条件下矿井支架选型提供依据。     

支架结构及阻力对围岩的适应性

在分析和实验基础上论述了架型、支柱柱数、柱腿倾角、工作阻力及端面距对控顶效果的影响，并由美国矿井生产实例印证了在易矿碎顶板条件下，二柱掩护式支架控顶效果较好。     

组合滑移支架适应性及工作面矿压研究

针对淮北双龙公司"三软"中厚煤层边角块段煤炭资源安全高效的回收问题,开展了"三软"中厚煤层复杂条件下组合滑移支架适用性研究.为了掌握工作面回采过程中的矿压显现规律及组合滑移支架的适用情况,对II3720工作面及其两巷矿压显现进行了实测及分析.工程实践表明,组合滑移支架适用于直接顶较为平整的"三软"中厚煤层,对直接顶受火成岩侵入地段适用性较差.     

支架结构及阻力对控顶效果的研究

在分析和实验基础上论述了架型、支柱柱数、柱腿倾角、工作阻力及端面距对控顶效果的影响,并由美国矿井生产实例印证了在易破碎顶板条件下,两柱掩护式支架控顶效果较好     

麻家梁矿14101工作面支架选型研究

基于麻家梁矿14101工作面进行研究,该面顶板条件特殊,具有多层坚硬顶板结构。经过理论计算支架的高度、工作阻力等参数最终确定了适合该面的液压支架型号,并且在工作面推进过程中对确定选用的支架进行了工作阻力监测,确保了支架的适用性和可靠性。     

覆岩多层坚硬顶板条件下特厚煤层综放工作面支架阻力确定

为分析覆岩多层薄采空区坚硬顶板条件下特厚煤层工作面的强矿压显现机理,合理确定工作面支架支护阻力,采用理论分析、相似模拟与现场实践相结合的研究方法,对特厚煤层开采条件下的多层顶板破断规律与工作面支架阻力确定问题进行了探讨,得出了工作面支架阻力确定原则与方法。研究表明:多层坚硬顶板的破断形式与破断次序对工作面矿压显现影响较为明显;关键层顶板的单层垮断或多层同步失稳将对应不同的工作面支架阻力;坚硬厚层顶板同步失稳条件下,单纯提高支架阻力将难以满足特厚煤层工作面合理支护要求。以大同矿区某煤矿工作面生产实际为背景,对特厚煤层工作面进行了支架合理选型同时配以坚硬顶板的水压致裂控制技术,取得了良好的顶板控制效果。     

基于断裂力学的浅埋工作面过沟谷地形上坡段切顶机理分析

浅埋煤层工作面推进至沟谷地形上坡段时,易出现关键层破断块体沿煤壁整体滑落失稳的大范围动载矿压灾害。根据沟谷上坡段顶板破断特征,基于断裂力学分析方法构建力学模型,探讨了顶板失稳的力学机理及基本顶破断失稳条件,获得了顶板来压步距及支架工作阻力的计算公式,并对各关键致灾因素进行了分析.研究结果表明:随着工作面推进,基本顶损伤区裂纹尖端的集中应力和应力强度因子增大,当应力强度因子增大到临界值时,悬臂梁破断工作面来压;沟谷坡角大小对来压步距及支架工作阻力起主要作用,损伤区裂纹长度、基本顶厚度、断裂韧性等因素也对其有较大影响;通过在麻地梁煤矿2103工作面进行现场监测,对理论分析结果进行了验证,进一步分析了支架阻力的合理值.研究工作提高了工作面过沟谷地形上坡段顶板控制的准确性,能够有效促进矿井的安全生产。