大倾角煤层综采工作面液压支架的稳定性成为研究的重点和难点。分析了液压支架受力状态和围岩之间的关系以及影响支架稳定性的因素,进行了液压支架防滑和防倒研究,并对过断层技术进行了探讨。

对于大倾角复合顶板综采工作面机械化开采存在的煤壁片帮、顶板冒落问题,以山西某煤矿为研究背景,其北翼3号煤层为大倾角中厚煤层,以该煤层的开采条件(大倾角、复合顶板)为基础,展开了综采工作面液压支架的选型工作,同时针对大倾角液压支架的防滑、防倒以及防飞矸等技术问题展开了研究,并将其成功应用到实际生产中。

通过对大倾角煤层液压支架的深入分析发现,虽然它已被广泛应用于缓斜薄及中厚煤层,但是由于其结构缺陷、缺乏良好的设备管理以及缺乏丰富的操作经验,导致其使用受到了严重的限制。为此,我们必须采取措施,开发出更具有效率的控制技术,以确保液压支架的可靠性。经过对伪斜工作面的几何特征的深入研究,可以准确地确定出伪斜布置的最佳倾角和超前量,并且在掘进和回采的过程中,将运输顺槽抬升至较高的位置,同时,将工作面的下部分做成圆弧形,这样可以有效地阻止液压支架的下滑和倒塌,从而保证大倾角煤层的安全、高效的开采,为类似的煤层的普遍使用提供了重要的借鉴。

对11305采煤工作面回采期间液压支架失稳原因进行分析,发现煤层倾角大、地质构造发育以及液压支架顶梁不接顶等是导致支架失稳的主要原因。依据现场情况,提出采面安全开采措施以及液压支架稳定性控制措施。经现场应用后,液压支架稳定性得以明显提升,可为后续采面开采创造良好条件。

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。

针对汾源煤业5-101工作面倾角大的问题,通过理论分析,发现工作面液压支架倾倒临界角大小与工作阻力成正比,与走向角度及顶板岩层的侧向压力成反比,且周期来压期间液压支架更易失稳倾倒。提出增大液压支架与顶板岩层间的摩擦系数、液压支架上加设防滑千斤顶和防倾倒装置并调整移架方式的方法保证工作面液压支架稳定。现场试验结果表明,液压支架整体稳定性良好。