杨桃直播平台官方app下载-杨桃直播最新下载安装-杨桃直播软件下载安卓手机

中國煤炭學會

大采高綜采煤壁片幫冒頂機理與控制技術(shù)――寧宇
發(fā)布時間: 2016年6月1日
來源: 中國煤炭學會

目的

  煤壁片幫始終是影響大采高綜采工作面實現(xiàn)高產(chǎn)高效的主要原因之一。隨著采高加大、工作面長度加長,煤壁前方破壞面積、支承壓力峰值與范圍均明顯加大,更易發(fā)生煤壁片幫冒頂。本論文重點研究煤壁片幫冒頂機理及控制技術(shù),為有效解決大采高煤壁片幫冒頂問題提供依據(jù)。

方法

  采用數(shù)值模擬及現(xiàn)場實測研究得出隨著采高加大、工作面長度加長,煤壁片幫冒頂更加強烈,通過“壓桿”理論分析得到煤壁上部0.35倍采高處位移最大。通過數(shù)據(jù)模擬及理論研究得出綜采煤壁片幫的三個可控性因素,通過現(xiàn)場實踐研究得到三個片幫控制途徑。

結(jié)果

 ?。?)大采高工作面煤壁前方破壞區(qū)面積、支承壓力及頂板運移情況的三維數(shù)值模擬結(jié)果得出,隨著采高加大、工作面長度加長,煤壁前方破壞面積、支承壓力峰值與范圍均明顯加大,頂板斷裂線前移,頂板活動范圍及支架外載明顯加大,煤壁易于發(fā)生片幫冒頂,部分工作面片幫深度超過1 m,且分布范圍較大。(2)采用FLAC3D軟件研究大采高工作面煤壁應力場分布,將煤壁簡化為“上端簡支、下端固支”的壓力桿受力模型,研究得到煤壁片幫機理:在采動應力作用下,煤壁先發(fā)生較小的撓曲變形,達到極值時,將在煤壁上部0.35倍采高處產(chǎn)生破裂, 之后煤壁全部片落,由此得到支架護幫板高度應不小于采高的0.35倍。(3)研究立柱壓強為0.5 MPa及0.9 MPa,水平應力為0及300 kN,端面距為0.25 m及0.5 m時頂板應力分布得出,增加立柱壓強可減小端面與頂部拉應力區(qū)范圍,增加支架水平作用力可減小拉應力區(qū)范圍,縮小端面距可減小端部和頂部拉應力區(qū)的范圍。由此得出煤壁片幫的三個主要控制因素:支護強度、支架水平作用力及端面距。(4)研究得出了大采高綜采煤壁片幫的3個主要控制途徑:①縮小端面距,提高支架工作阻力;②設計合理的支架結(jié)構(gòu),護幫板長度不小于采高的0.35倍;③采煤機過后即時移架,使無立柱空間及時全封閉。(5)以神華萬利一礦為例,說明煤壁片幫冒頂?shù)挠行Э刂仆緩?。支架端面距控制?00 mm以內(nèi),支架工作阻力設計為8 000 kN,支架二級護幫機構(gòu):一級護幫高度為1.2 m,總護幫高度1.8 m,護幫力248 kN,護頂力102 kN。回采工藝:電液控制系統(tǒng)實現(xiàn)帶壓擦頂移架、及時移架,移架時間控制在8 s以內(nèi),片幫冒頂控制效果良好。

結(jié)論

 ?。?)大采高綜采煤壁易發(fā)生片幫冒頂,其機理為在采動應力作用下,煤壁先發(fā)生較小的撓曲變形,達到極值時, 將在煤壁上部0.35倍采高處產(chǎn)生破裂, 之后煤壁全部片落;(2)控制片幫冒頂可采取特種支架與合理的回采工藝,特種支架為提高支架工作阻力、縮小端面距、二級護幫機構(gòu),回采工藝為電液控制系統(tǒng)實現(xiàn)擦頂移架、及時移架。