【摘 要】
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支架的稳定性控制是大倾角煤层走向长壁工作面安全高效开采的关键问题之一,以潘四东矿11513大倾角厚煤层综采工作面为背景,基于现场上覆岩层破断运移规律与支架受载特征的监测分析,采用理论分析方法,建立了工作面支架倾向力学模型,研究顶板载荷下支架的力学行为响应,定义了支架抗倒稳定性系数与抗滑稳定性系数,推导了支架倾倒、下滑临界倾角,并探讨了煤层倾角和设备参数等因素对支架稳定性的影响.结果表明:在大倾角厚煤层开采中,受采高增大影响,顶板破断运移的幅度与支架工作阻力比一般大倾角煤层开采明显增大,挤架、咬架现象明显;
【机 构】
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安徽理工大学 能源与安全学院,安徽 淮南 232001;中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁 抚顺 113000;煤矿安全技术国家重点实验室,辽宁 抚顺 113000
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支架的稳定性控制是大倾角煤层走向长壁工作面安全高效开采的关键问题之一,以潘四东矿11513大倾角厚煤层综采工作面为背景,基于现场上覆岩层破断运移规律与支架受载特征的监测分析,采用理论分析方法,建立了工作面支架倾向力学模型,研究顶板载荷下支架的力学行为响应,定义了支架抗倒稳定性系数与抗滑稳定性系数,推导了支架倾倒、下滑临界倾角,并探讨了煤层倾角和设备参数等因素对支架稳定性的影响.结果表明:在大倾角厚煤层开采中,受采高增大影响,顶板破断运移的幅度与支架工作阻力比一般大倾角煤层开采明显增大,挤架、咬架现象明显;受工作面顶板运移的影响,支架随顶板运动而运动,增大支架与顶底板间的摩擦力和初撑力,可有效防止支架倒滑;多重因素耦合作用下,支架抗倒稳定性系数随底座宽度的增大而增大,随支架重心高度和质量的增大而减小;系统分析了11513工作面支架偏斜原因,得到煤层倾角大、断层构造复杂、防倒防滑措施不齐全是支架失稳的主要因素.提出了注浆加固破碎顶板,铺设双层金属网、加快推进速度、安装防倒防滑装置等措施;回采时,严控工作面3煤缺失区和异常区的顶板稳定并及时调整支架,提高工作面支护系统的稳定性,保障了安全高效回采.
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