对金达矿11201工作面使用的ZY5200/17.5/28D型液压支架适应性进行了研究,分析了支架立柱应力、初撑力及活柱下缩量,计算确定了支架合理工作阻力。研究表明支架支护阻力可以满足工作面顶板支护要求,支架整体运行稳定,左右立柱应力均衡,但初撑力相对较低,活柱下缩量较大,在后期生产过程中应提高支架初撑力,保证工作面作业空间安全。

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。

针对顾北矿A组煤13121上工作面坚硬顶板俯斜长壁综采实际,建立了坚硬顶板支架结构力学模型,计算液压支架的最大支护阻力,并进行支撑掩护式液压支架的选型校核。通过在13121上工作面切眼和两巷分别进行超前深孔预裂爆破,结合FLAC3D数值模拟和综采支架压力在线监测。研究表明:采取分层开采和超前预裂爆破,有效地防止坚硬顶板悬顶过大,预裂爆破后初次来压步距为40.8 m,工作面周期来压步距为10.1~11.7 m,工作面选用短臂强支撑掩护式ZZ13000/24/50型支架,额定支护阻力13000 kN,动载系数为1.2~1.6,有效地实现A组煤上分层安全高效开采。

为研究厚煤层综放开采时矿山压力显现规律,选择合适的液压支架类型,以某矿31201工作面为背景,采用理论分析、FLAC^(3D)数值模拟等方法,研究不同采高条件下工作面矿山压力显现规律,分析煤壁塑性区变化特征,选择合适的液压支架进行适应性验证。结果表明:开采高度对工作面前方超前支承压力变化规律影响较小,但是对煤壁塑性区范围影响较大,采高小于3.5 m时,煤壁塑性区范围较小,采高大于3.5 m时,煤壁出现较大范围塑性区;根据放顶煤开采条件,分析支撑高度、支护强度、工作阻力大小,确定了选择ZFY18000/25/39D液压支架具有合理性。

针对近距离煤层采空区下液压支架合理选择支护阻力问题,以甘肃某矿5#煤层开采为研究背景,通过理论计算得出液压支架支护阻力为9275 kN。采用FLAC3D模拟软件研究分析不同支护强度下工作面顶板位移特征,得出液压支架支护阻力为10500 kN。结合理论计算与数值模拟结果,确定支架支护阻力应大于10500 kN,研究结果可为该矿井5#煤层开采液压支架选型提供理论参考。

为研究槐树峁煤矿液压支架合理工作阻力及其适应性,采用理论分析的方法对ZY4800/11/24型液压支架支护强度进行验算,同时对一盘区1104工作面液压支架工作阻力进行现场实测,进而分析工作面支架适应性。研究结果表明:1104工作面实测初次来压步距为45~49 m,来压强度为35.1 MPa;周期来压步距为15.3~18.6 m,来压强度为33 MPa,对应支架载荷为3300 kN;工作面支架工作阻力呈中间大、两端小,工作面中部支架实测最大工作阻力3500 kN,理论计算支架合理工作阻力为4467 kN,支架工作状态较好。在4个阶段支架阻力均主要集中在中低阻力区,对应支架载荷为2900~3800 kN,这说明支架受力状态较为理想,支架选型合适,富余系数满足要求,现有支架能满足槐树峁煤矿一盘区后续工作面支护要求。