对于两柱掩护式放顶煤液压支架在三软煤层中的适应性研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com2011年第7期煤炭工程两柱掩护式放顶煤液压支架在三软煤层中的适应性研究刘永兴(中国煤炭科工集团重庆设计研究院，重庆400016)摘要：为了能够更好地适应“三软”煤层条件下的放顶煤开采，文章通过对两柱掩护式放顶煤液压支架的受力分析和支架上方受力的相似模拟试验研究，得出两柱掩护式放顶煤液压支架对“三软”煤层的适应性更好。关键词：两柱掩护式；放顶煤；液压支架；三软煤层中图分类号：TD355文献标识码：B文章编号：1671—0959(2011)07-0115-03StudyonSuitabilityofTwoLegShieldTypeHydra

2、ulicPoweredCavingSupportAppliedtoSeamwithSoftRoof，SoftCoalandSoftFloorLIUYong—xing(ChongqingDesignResearchInstitute，ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroupCorporationLtd．，Chongqing400016，China)Abstract：Inordertobebettersuitabletomeetthetopcoa]cavingundertheconditionoftheseamwithsoftroof，sof

3、tcoa]andsoftfloor，theloadanalysisOUthetwolegshieldtypehydraulicpoweredcavingsuppo~andthesimilarsimulationteststudyontheloadfromthetopofthepoweredsuppo~showedthatthetwolegshieldtypehydraulicpoweredsuppo~wouldhaveabettersuitabilitytotheseamwithsoftroof，softcoalandsoftfloor．Keywords：twolegshi

4、eldtype；topcoalcaving；hydraulicpoweredsuppo~；seamwithsoftroof；softcoalandsoftfloor目前国内采用放顶煤开采工艺的矿井大部分应用四柱支撑掩护式液压支架。生产实践表明，四柱掩护式放顶煤支架在与围岩的相互作用中普遍存在前后排立柱受力不均衡现象。一般表现为前排立柱受力大，后排立柱受力小，甚至出现后排立柱受拉现象。在这种状况下，支架的支护0能力不能有效发挥．有效支护强度大幅度减小，底座前段对底板比压增大，支架力学特性恶化，严重时会影响工作面的正常生产。本文通过对两柱掩护式放顶煤液压支架的初步调研分析，两柱

5、掩护式放顶煤液压支架能够更好地适应“j软”煤层条件下的放顶煤开采⋯。图1支架受力示意图1两柱掩护式放顶煤支架受力分析支架的工作原理和受力情况如图1所示，取掩护梁和——力R与垂直线的夹角，(。)；顶梁为隔离体进行受力分析。，J——力R在顶梁上的作用点与O点的水平距离，1)对掩护梁的瞬时运动中心0．点的力矩∑M=0，m：得：顶煤垂直作用于顶梁上的外载荷合力，kN；(1+L)Rcosa—LRsinatanO卜比例系数，在极限情况下，_厂等于顶梁与顶煤+LfPtan0一P(L+S)～CW=0(1)问的滑动摩擦系数；式中R——前排立柱支撑力合力，kN；——作用在掩护梁上的外载荷的合力

6、，kN；收稿日期：2011—03—09作者简介：刘永兴(1981一)，男，河北沧州人，硕士，2008年毕业于中国矿业大学(北京)采矿工程专业，现在中国煤炭科工集团重庆设计研究院从事采矿设计工作。115学兔兔www.xuetutu.com煤炭工程2011年第7期c～——力对掩护梁的瞬时运动中心O点的力臂，由式(3)和(5)可求得S。点的坐标为S=L。，a点的承m；载能力为PL】=Rcosa。，J——O0．连线的水平投影距离，m；从图2中可以看出支架的最大支撑力在立柱处，最佳一00连线与水平线的夹角，(。)；支撑效果在立柱到顶梁末端范围内，而“三软”煤层放顶Js——力P对O点的

7、力臂，m。煤工作面顶煤的作用力靠近O点，因此两柱掩护式放顶煤由式(1)得：液压支架是适合“三软”煤层放顶煤_T作面的。P=(胁一Rsintxtan0一)(2)2支架上方受力的相似模拟试验研究分析可知式(2)中系数项1／(1一ftan0)表示由于顶梁上2．1相似模拟试验设计的水平载荷对支架承载能力的影响，如果把tan0的绝对值控为了研究两柱掩护式液压支架顶梁上方的受力情况，制在小于0．1的范围内，那么系数项1／(1一ftan0)=0．97—专门针对显德汪矿1193工作面地质条件，进行了相似模拟1．03。也就是说由于顶