针对综放工作面液压支架型号选型设计问题,以山西某矿综放工作面为背景,理论分析了工作面可能出现的顶板结构类型,并结合拱-砌体梁结构下的合理支架工作阻力计算方法,得到综放工作面合理支架初撑力和支护强度。利用UDEC数值模拟软件,建立工作面开采数值模型,得到该本工作面支架工作阻力、岩层跨落和裂隙演化情况。理论分析得出,本工作面需要的设计支护强度为844.8 kN/m2,支架支护阻力要求不小于6462.7kN;数值模拟分析得出,支架支护阻力需达到6370.9 kN;模拟结果和理论分析结果基本一致,两者相互验证,说明支架选型设计结果的正确性和可靠性,为该工作面支架选型提供理论依据,也为类似地质条件下工作面支架选型提供参考。

微型液压支架及其测控系统在物理试验中起到至关重要的作用,为更好地结合工程实际,保证试验结果的科学性、准确性和真实性,利用SOLIDWORKS软件对微型支架进行三维建模、运动仿真、强度测试。对液压系统所需元件进行非标设计改造,基于RC模型理念配置完善的液压及测控系统,并对支架力学性能进行了相应的测试。结果表明微型支架在符合结构和承载特性相似的前提下,通过控制泵站压力并在液压阀的配合作用下可满足试验中可控性以及多变量要求。以MNZF0.2/0.55/0.84微型液压支架及测控系统设计为例,给出了支架结构设计的具体步骤和液压系统的换算公式,阐明了支架设计思路及注意事项。支架强度大,刚度稳定,泵站压力可达到3 MPa以上,远高于试验需求。支架前端梁运动曲线符合双纽线特征,运动轨迹变化范围仅为0.46 mm左右,小于理论上的最优值。支架...

接触式煤矸识别需要研究综放开采液压支架顶梁承载特性,但现有研究大多重点关注放煤前后的支架承载特性或在给定载荷情况下支架的力学响应特征,忽略了对放煤过程中载荷变化的深入探究。针对上述问题,搭建了放顶煤支架动态载荷相似模拟试验平台,借助散体颗粒模拟破碎煤矸块体,反演了综放工作面放煤过程,利用薄膜压力传感器采集支架顶梁压力,分析了放煤过程中顶梁动态载荷演化特征。试验结果表明①顶煤的放出对支架顶梁载荷产生了较为明显的影响,即随着顶煤放出,支架顶梁载荷整体呈先增大后减小最终稳定的演化规律。②沿顶梁长度方向,支架顶梁距离掩护梁越远的位置受顶煤放出的影响越小,主要表现在距离掩护梁越远,顶梁载荷峰值相较初始值的增幅越小,且达到载荷峰值所需的时间越长。③沿顶梁宽度方向,由于顶煤的放出过程受到了...

针对大倾角厚煤层采用综放开采因工作面倾角大、地质条件复杂,回采中工作面长度变化大、综放支架稳定性控制难问题,通过合理的工作面设备配套技术,选用四象限大倾角采煤机和有防滑措施的刮板输送机,采用大功率单点驱动、简易机尾的刮板输送机,提高了对工作面长度变化大而频繁增减液压支架的便利性。通过优化设计支架顶梁宽度、双侧可同时伸缩侧护板、底调结构及支架自动控制方法和四连杆优化等提高支架对大倾角工作面的适应性,为大倾角综放开采提供了保障。

为了降低煤炭开采引起的矿压对矿井生产影响,以三元中能煤矿2303综放工作面为工程背景,采用现场实测方法对厚煤层综放开采工作面矿压显现规律进行分析,选用估算法对综放支架支撑强度进行校核。研究结果表明:2303综放工作面初次来压、周期来压步距分别为39.7、20.57 m,来压期间液压支架工作阻力增加系数分别为1.45、1.32,来压期间采面中部支架工作阻力明显高于上、下端头支架工作阻力;采面超前支承压力影响范围约为36.5 m,建议超前40 m对回采巷道进行支护;估算法计算得到的支架工作阻力为3795 kN,选用ZF5400/17/32型液压支架可以满足开采需要。

为了保障坚硬煤层安全经济开采,探索坚硬煤层综放开采工作面液压支架选型方法,以甘肃靖远矿区红会一矿1715综放工作面支护为例,通过计算工作面所需液压支架的支护强度、工作阻力、初撑力和支撑高度等参数,比对了ZZF5200/19/32型液压支架的设计参数,得出ZZF5200/19/32型液压支架的支护性能可以满足1715综放工作面的支护要求,研究成果为类似煤层开采进行液压支架选型提供了参考。

针对15 m以上特厚煤层综放开采扰动强烈、矿压显现明显、液压支架工作阻力难以确定的问题。以大同矿区特厚煤层千万吨矿井为研究对象,采用理论计算、数值模拟和现场实测的方法,建立了特厚煤层综放开采“近场悬臂结构+远场砌体结构”覆岩系统模型,确定了该条件下液压支架工作阻力确定方法,揭示了控制远场砌体结构的中高位坚硬岩层结构失稳是液压支架工作阻力异常的关键原因。建立了基于FLAC的液压支架工作状态和支护阻力数值模拟分析方法,对比分析了中高位坚硬岩层处理前后,大同矿区特厚煤层开采四柱式液压支架的适应性,并采用液压支架工作阻力实测数据对其进行了验证。实测结果表明:中高位坚硬岩层压裂处理后,来压期间液压支架整体平均工作阻力可降低约15%,增强了现用支架的适用性。研究成果提出了一种液压支架适应性分析方法,...

为实现大倾角厚煤层的安全高效开采,以晋能控股煤业集团某矿大倾角厚煤层综放开采工程实践为例,总结归纳了一些大倾角厚煤层安全高效综放开采的关键技术,重点对大倾角综放工作面刮板输送机的上窜与下滑、液压支架突发的挤架与倾斜、采煤机跑车等特殊情况的发生机理与解决措施进行研究,为类似工况下的大倾角厚煤层综放开采提供技术支持。

为进一步提升煤矿的生产的安全性和开采效率,根据煤矿地质、煤层等条件选择最佳采煤工艺尤为重要。以5401和1405综采工作面为例,在分析其地质及顶板情况的基础上,分别对大采高工艺和综放开采工艺下对应工作面覆岩结构、液压支架载荷以及来压特征等进行对比分析,为后期不同采煤工艺下顶板管理和围岩控制提供参考。

针对长平矿5302工作面具体情况,综合考虑煤层、顶板、底板、埋深、瓦斯、通风、技术和经济等各项因素影响,利用经验估算法、理论分析法和工程类比法分别对该矿液压支架架型选择、工作阻力、支护高度进行分析,最终选用ZF11000/20.5/38D型四柱支撑掩护式液压支架。