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文檔簡介
1、晉煤天安圣華煤業(yè)為重組整合后的單獨保留礦井,現(xiàn)主要進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-圍巖作用機理分析支架失穩(wěn)原因且計算出支架工作阻力;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,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,“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)。
(3)對支架受力分析,四柱掩護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)機理,建立了支架-圍巖作用理論模型,分析了支架-圍巖作用機理,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
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