殘煤長壁綜放支架適應(yīng)性研究.pdf

1、晉煤天安圣華煤業(yè)為重組整合后的單獨(dú)保留礦井，現(xiàn)主要進(jìn)行殘留煤炭資源的復(fù)采。通過現(xiàn)場礦壓觀測，發(fā)現(xiàn)圣華煤礦所用的四柱掩護(hù)式放頂煤支架在工作過程中，支架前后壓力分布極不均勻，前柱壓力大，后柱不受力甚至受拉的現(xiàn)象極其普遍，支架低頭甚至后柱拔斷現(xiàn)象也時有發(fā)生。本文針對支架在工作過程中出現(xiàn)的問題，采用相似模擬、數(shù)值模擬方法分析了工作面在過空巷過程中采場頂板破斷規(guī)律；通過力學(xué)分析，得出支架頂梁外載合力作用的合理范圍；通過建立了工作面過空巷時支架-圍

2、巖理論模型，并通過支架-圍巖作用機(jī)理分析支架失穩(wěn)原因且計(jì)算出支架工作阻力；通過對支架的選型研究，提出了圣華煤業(yè)殘采工作面合理支架；通過數(shù)值模擬研究，分析了新選出的支架對圣華煤業(yè)殘采條件的適應(yīng)性。
　　（1）通過對圣華煤礦1301工作面礦壓觀測發(fā)現(xiàn)，四柱掩護(hù)式液壓支架前后柱的初撐力、工作阻力頻次分布均呈現(xiàn)前（柱）高、后（柱）低甚至后柱受拉的特點(diǎn)，由于支架普遍存在的偏載現(xiàn)象，導(dǎo)致整個支架支撐效率極低，無法有效發(fā)揮支架支護(hù)作用，支架對圣

3、華煤礦地質(zhì)條件的適應(yīng)性差。
　?。?）采用相似模擬、數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)，殘采條件下支架在過空巷時，當(dāng)支架和空巷間煤柱達(dá)到極限寬度時，在老頂巖層中超前于空巷一定位置的巖層發(fā)生斷裂，形成超前大斷裂并產(chǎn)生關(guān)鍵“巖塊”。隨著工作面的推進(jìn)，“巖塊”發(fā)生回轉(zhuǎn)失穩(wěn)與滑落失穩(wěn)，這在很大程度上影響了支架的工作狀態(tài)。
　?。?）對支架受力分析，四柱掩護(hù)式液壓支架頂梁外載合力作用范圍是有一定要求的，對于前后柱支撐力分別為P1、P2的液壓支架，支架合

4、力作用范圍x∈（222(1 tan)ep pb f???，111(1 tan)ep pb f???），只有外載合力處于該范圍內(nèi)時，
　　支架前后柱均受力，支架才能處于良性工作狀態(tài)。當(dāng)支架外載合力不在該范圍時，較小的力也會使支架失去平衡。
　?。?）針對支架失穩(wěn)機(jī)理，建立了支架-圍巖作用理論模型，分析了支架-圍巖作用機(jī)理，得出了可能導(dǎo)致支架失穩(wěn)的三個因素：頂煤破碎和軟硬程度、放煤過程及超前大斷裂產(chǎn)生的關(guān)鍵“巖塊”的回轉(zhuǎn)和滑落失