浅析大倾角煤层开采关键技术及解决方法.pdf

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1、第3期矿山测量No．32010年6月MINESURVEYINGJun．2010doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2010．03．024浅析大倾角煤层开采关键技术及解决方法刘克秋．章之燕(开滦(集团)有限责任公司，河北唐山063018)摘要：从大倾角煤层开采分析了影响工作面支架稳定性的机理和支架受力情况，提出了提高稳定性方法并结合唐山矿生产实践提出了改善支架稳定和防止工作面设备下滑及支架防倒的措施。关键词：大倾角；开采；关键技术；措施中图分类号：TD823．21文献标识码：B文章编号：1001—358X(2

2、010)03—0071—04随着开采技术尤其是煤机装备技术的发展，大尤其在大倾角放顶煤开采过程中，由于支架上方为倾角煤层综合机械化开采技术得到了长足的发展和松软的顶煤，这一现象会更加明显，对支架的稳定性应用。在实践中取得了良好的安全生产效益。但在影响更大。大倾角开采过程中从设备到工艺技术还都存在着许1．2大倾角支架受力分析多问题需要不断探索。尤其大倾角工作面液压支架大倾角开采复杂的矿压显现规律导致了工作面的稳定性是大倾角开采的关键技术之一，在选择支支架受力复杂性。据研究表明，当支架工作阻力一架时必须考虑“支架一围岩”系统。特别是

3、支架的纵定时．支架尾部抗扭稳定性随顶板冒落高度增大而向、横向稳定性。在保证支护强度的前提下，尽量减非线形降低，直至最终受扭失稳。当顶板垮落高度小支架重量，完善防倒防滑功能，确保“顶板一支架一定时。支架抗扭稳定性随支架工作阻力线性增大，一围岩”支护系统稳定。支架对顶底板的作用力对支架的抗扭稳定性作用明显。同时，顶梁上顶板压力的分布状态对支架的稳1大倾角支架稳定性分析及支架受力分析定性也有影响，当支架顶梁受力比较均匀，有利于扭转支点落到支架后部，减小扭矩。1。1大倾角支架稳定性分析在大倾角放顶煤开采中的顶煤运移规律从两个煤层倾角是影

4、响采场矿山压力的主要因素之方面影响工作面支架的稳定性。一是顶煤运移规律一通过影响放煤工艺的选择而影响支架的稳定性；二。大倾角工作面的顶板(煤)不仅受支承压力的作用而变形破坏。而且受倾斜方向重力分力的作用。是大倾角工作面下部顶煤的移动规律直接作用于支因此，大倾角煤层的顶板不是沿法向移动，而是沿一架，影响支架的动态稳定性。两个因素相互影响，共条逐渐接近重力作用方向的曲线移动。当顶板越不同作用于支架。稳定，移动曲线偏离法线越远。顶板移动的切向分对于低位放顶煤支架。在工作面放煤过程中，煤量对支架产生侧向力，可能导致支架倾倒。顶板运流有向

5、下的分力，会对支架掩护梁及尾梁施加侧向动方向与煤层法向夹角的变化对支架抗倒能力的影力，使支架产生摆动，从而带动支架扭斜。另外，由响是显著的于散煤体的滑落，放煤时不是一个支架受影响，而是大倾角开采除了单一长壁开采中遇到的技术问放煤口开启支架以上的若干支架，同时受力并产生题外，还在以下几个方面影响支架的稳定性：一定的叠加，共同作用于放煤口开启支架。①顶板在工作面倾向方向上各个位置受力的不支架在工作面倾角受力情况如图1、图2所示，F同导致了顶板的破碎程度不同，支架上方顶板移动为尾梁上顶板施加给支架的垂直方向合力。为煤会影响相邻支架上方

6、顶板的状态，进而影响相邻支层倾角，F．为促使破碎顶板下滑的作用力，F为破架的受力状态与稳定性。碎顶板对支架的正压力。则：②工作面向前推进过程中，由于工作面倾角大，Fl=F·COSOI、支架降架前移时，会因失去支撑点而偏斜或倾倒。F，‘=F·sinot●71第3期矿山测量2010年6月·护板的相互作用来维持平衡。所以，上部支架的扭转力矩会叠加到下邻支架。随着工作面煤层倾角的增大和破碎顶板和支架顶梁、掩护梁之间摩擦系数的减小，其影响支架的数量也相应增加。并且与煤层厚度和工作面各种参数有关。其通过影响顶板的F破碎程度影响放顶煤时工作面

7、支架的影响范围。图1支架工作面受力2大倾角开采提高支架稳定性方法从有利于支架的稳定性考虑，降低工作面高度使支架重心降低，加宽支架底座。增长侧护板油缸行程和油缸侧护能力。从防滑角度要求。支架护顶要及时，且支架须提供足够的初撑力。通过对顶板的支撑而克服下滑力，移架时则以邻架为稳定基础，克图2支架尾梁受力服下滑力，防止倾倒，对下端排头支架组采用有效的由图2可以得出：锚固措施。F4=Fl·sin02．1支架防倒F=FI·cos0①减少支架顶梁间隙，支架侧护板千斤顶、侧推其中，为尾梁上部破碎顶板对支架尾梁的正弹簧使支架顶梁相互靠紧，始终保

8、持足够扶正力。防压力。0为掩护梁尾梁与顶梁的夹角。当破碎顶板在止倒架。支架尾梁滑动时，破碎顶板对支架尾梁的摩擦力为②在邻架顶梁间增设调架千斤顶。当支架出现沿尾粱与垂直平面的交线方向。倾倒时，以支撑顶板的相邻支架作支点，用千斤顶调=F3·f=F·cosacos0·