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基于相同刃缘的Ⅰ型与C型铲刀工作阻力对比试验研究

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2022年第3期41卷 136-142页

作者：贺雨田吕彭民张建兵郭龙龙吴文西安石油大学机械工程学院陕西西安710065 长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064 西安石油大学西安市高难度复杂油气井完整性评价重点实验室陕西西安710065

铲刀形状对土壤推运过程的工作阻力有显著影响,且这种影响通常采用试验对比的方法获得,为了对不同形状铲刀之间的工作阻力进行比较,引入刃缘位置为量化参数进行对比分析。以砂土为推运介质,以Ⅰ型铲刀和C型铲刀为推运作业工具,针对2种... 详细信息

铲刀形状对土壤推运过程的工作阻力有显著影响,且这种影响通常采用试验对比的方法获得,为了对不同形状铲刀之间的工作阻力进行比较,引入刃缘位置为量化参数进行对比分析。以砂土为推运介质,以Ⅰ型铲刀和C型铲刀为推运作业工具,针对2种铲刀共确定了4个相同的刃缘位置,在自行设计的试验装置上开展土壤推运试验研究。通过对比分析发现:在刃缘位置相同的条件下,C型铲刀的工作阻力在逐渐增加阶段的增速明显大于Ⅰ型铲刀,并很快达到推运稳定阶段;当2种铲刀的刃缘位置较小或较大时,工作阻力较为接近,最大相差不超过4.2%。当刃缘位置确定的作业倾角与实际铲刀相近时,2种铲刀的工作阻力在不同作业深度下呈现相反的结果,即作业深度较小时,Ⅰ型铲刀的工作阻力相对较小,最大可减小13.8%;作业深度较大时,C型铲刀更有利于推运作业,工作阻力最大可减小16.1%。因此,铲刀的工作阻力与刃缘位置密切相关,但在一定条件下需要考虑作业深度的影响,当铲刀形状不同时,其工作阻力对比可以将刃缘位置视为量化参数开展研究。

关键词：机械工程土壤推运铲刀形状刃缘位置工作阻力作业倾角

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浅埋超长工作面矿压显现规律研究

陕西煤炭 2024年第1期43卷 1-5,24页

作者：王阳王嵩国能榆林能源有限责任公司陕西榆林719000 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000

为了研究浅埋超长工作面矿压显现规律,以青龙寺煤矿5-20311工作面为研究背景,采用FLAC 3D软件对其进行开采模拟,研究浅埋超长工作面顶板覆岩位移、地表沉降、裂隙以及工作面液压支架竖向位移与工作面阻力随开采推进距离的变化规律。数... 详细信息

为了研究浅埋超长工作面矿压显现规律,以青龙寺煤矿5-20311工作面为研究背景,采用FLAC 3D软件对其进行开采模拟,研究浅埋超长工作面顶板覆岩位移、地表沉降、裂隙以及工作面液压支架竖向位移与工作面阻力随开采推进距离的变化规律。数值模拟结果表明,浅埋超长工作面顶板覆岩易出现直接顶沿煤壁全厚切落,地表出现整体台阶下沉的现象;5-20311工作面开采过程中,顶板覆岩初次来压步距约为24 m,周期来压步距约为16~24 m,平均周期来压步距约为20 m,导水裂隙带平均发育高度约为50 m,最大发育高度约为72 m;开采推进距离为24 m时,工作面液压支架竖向位移以及工作阻力均达到最大,分别为320 mm和40.5 MPa;当工作面开采推进距离大于24 m时,液压支架竖向位移和工作阻力开始呈周期性的变化,变化周期约16~24 m。

关键词：浅埋超长工作面 FLAC 3D 地表沉降裂隙工作阻力

工作面初采顶板预裂爆破防治大面积悬顶技术应用

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山西化工 2024年第4期44卷 199-200,205页

作者：赵红胜山西兰花百盛煤业有限公司山西晋城046700

厚硬顶板工作面初采期间难以随采垮落,造成大面积悬顶,是煤矿开采中常见的安全隐患。采用工作面初采顶板预裂爆破防治大面积悬顶技术,避免2505综放工作面厚硬基本顶在初采期间难以垮落而造成大面积悬顶。通过理论计算,得到2505综放工作... 详细信息

厚硬顶板工作面初采期间难以随采垮落,造成大面积悬顶,是煤矿开采中常见的安全隐患。采用工作面初采顶板预裂爆破防治大面积悬顶技术,避免2505综放工作面厚硬基本顶在初采期间难以垮落而造成大面积悬顶。通过理论计算,得到2505综放工作面顶板预裂爆破的炮孔布置参数,并进行现场应用。研究结果表明:组内爆破钻孔间距为6 m、组间间距为16 m和垂直处理高度为15.8 m的爆破参数,能够有效破坏厚硬顶板的完整性。爆破后,支架后方顶煤立即垮落,液压支架工作阻力随采呈现周期性变化,后续回采未出现大面积悬顶现象,保障了工作面的安全生产。

关键词：厚硬顶板大面积悬顶爆破预裂工作阻力

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近距离下煤层工作面过煤柱矿压显现规律研究

煤 2024年第2期33卷 86-89页

作者：张少鹏中煤科工集团国际工程有限公司北京100013

为研究近距离煤层上部区段煤柱对下部综采工作面开采的影响,以石圪台煤矿2^(-2上)102综采工作面过上部区段煤柱为工程背景进行研究。通过数值模拟与现场实测的方法,针对过第二组煤柱下出现的压架情况,与过经进一步弱化后的第三组煤柱时... 详细信息

为研究近距离煤层上部区段煤柱对下部综采工作面开采的影响,以石圪台煤矿2^(-2上)102综采工作面过上部区段煤柱为工程背景进行研究。通过数值模拟与现场实测的方法,针对过第二组煤柱下出现的压架情况,与过经进一步弱化后的第三组煤柱时进行对比。结果表明,受煤柱下集中应力的影响,下部综采工作面过煤柱阶段矿压较为强烈,对煤柱进行水力压裂和深孔爆破等弱化处理后,动载矿压显现强度有明显减弱,现场实测结果表明弱化处理措施避免了综采工作面压架事故,有效保证生产安全。

关键词：近距离煤层区段煤柱矿压显现工作阻力煤柱弱化

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特厚煤层综放工作面支架阻力的研究

煤矿机械 2024年第6期45卷 45-48页

作者：王建斌山西天地煤机装备有限公司太原030006

综合机械化放顶煤开采技术是一种针对比较倾斜和厚实的煤层实现安全、高产、高效的开采技术。综放工作面液压支架作为重要的顶板支撑装备,其支护强度能否平衡回采工作面顶板压力是综放工作面安全、高效、高产的关键。通过分析现场地质... 详细信息

综合机械化放顶煤开采技术是一种针对比较倾斜和厚实的煤层实现安全、高产、高效的开采技术。综放工作面液压支架作为重要的顶板支撑装备,其支护强度能否平衡回采工作面顶板压力是综放工作面安全、高效、高产的关键。通过分析现场地质条件、矿压观测数据,总结矿压显现规律,计算液压支架支护阻力,实现特厚煤层放顶煤开采工作面液压支架选型。

关键词：特厚煤层矿压检测工作阻力液压支架

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浅埋特厚煤层综放面支架合理工作阻力研究

采矿与安全工程学报 2018年第1期35卷 78-85页

作者：黄鹏肖猛李俊孟王奎李猛中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

在浅埋特厚煤层综放开采覆岩运移特征的基础上,提出基于控顶效果及工作面支架来压超限比例的工作阻力反演优化法。具体为统计4个工作面支架工作阻力指标,即:额定阻力、均值阻力、均值偏阻力和均值上阻力,考虑2个评判标准—控顶效果与支... 详细信息

在浅埋特厚煤层综放开采覆岩运移特征的基础上,提出基于控顶效果及工作面支架来压超限比例的工作阻力反演优化法。具体为统计4个工作面支架工作阻力指标,即:额定阻力、均值阻力、均值偏阻力和均值上阻力,考虑2个评判标准—控顶效果与支架压力超限比重来确定工作面合理的工作阻力,基于核算的工作面阻力,采用类比法设计相邻工作面的合理工作阻力,结合现场监测对支架工作阻力进行反馈及修正。金地煤矿1322工作面支架工作阻力监测数据表明:修正后相邻工作面液压支架在来压期间,其工作阻力值是核算的额定工作阻力值的80%~90%;液压支架工作良好,并未出现立柱收缩或压架等现象。

关键词：浅埋特厚煤层综放面工作阻力反演

基于“顶板-煤壁-支架”综合评价的大采高支架工作阻力研究

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煤炭学报 2017年第11期42卷 2808-2816页

作者：娄金福康红普高富强杨景贺李建忠中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院) 北京100013

针对6.0 m特大采高综采工作面支架适应性评价与工作阻力确定难题,基于大采高采场覆岩"悬臂梁-层间岩层-砌体梁"结构模型,对6.0 m特大采高综采工作面支架合理工作阻力进行了确定,通过数值模拟和大比例尺采场相似模拟实验对支架与围岩控... 详细信息

针对6.0 m特大采高综采工作面支架适应性评价与工作阻力确定难题,基于大采高采场覆岩"悬臂梁-层间岩层-砌体梁"结构模型,对6.0 m特大采高综采工作面支架合理工作阻力进行了确定,通过数值模拟和大比例尺采场相似模拟实验对支架与围岩控制适应性进行了验证和评价。研究结果表明,大采高综采支架工作阻力的确定要以满足顶板、煤壁等采场围岩控制为前提,并需确保支架良好的位态。支架工作阻力不仅要能支撑垮落带关键层"悬臂梁"破断长度内的岩层载荷,还要能给断裂带下位岩层"砌体梁"结构以平衡力。模拟结果表明,当工作阻力低于10 000 k N时,支架处于满负荷运转状态,活柱下缩量较大,顶板及煤壁变形显著;当工作阻力高于11 000 k N时,采场围岩及支架工况显著改善,据此确定支架合理工作阻力为12 000 k N。生产实践表明,试验工作面支架循环末阻力8 340~10 247 k N,安全阀开启率低于5%,煤壁完整性较好,支架工作阻力满足顶板支护及安全生产要求。

关键词：特大采高综采工作面关键层结构砌体梁工作阻力大比例尺相似模型实验

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充填采煤液压支架工作阻力设计方法研究

采矿与安全工程学报 2020年第1期37卷 118-127页

作者：张强武中亚杜二宝陈杨黄鹏李猛中国矿业大学矿业工程学院深部开采教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室矿业工程学院江苏徐州221116

本文分析了现有固体充填液压支架的结构及控顶特征,阐述了顶板条件、支架结构、充填密实程度和支架工作状态等关键影响因素对工作阻力的影响机制,建立了顶板-充填液压支架-充填体协同控顶力学模型,提出支架工作阻力的设计流程和方法:通... 详细信息

本文分析了现有固体充填液压支架的结构及控顶特征,阐述了顶板条件、支架结构、充填密实程度和支架工作状态等关键影响因素对工作阻力的影响机制,建立了顶板-充填液压支架-充填体协同控顶力学模型,提出支架工作阻力的设计流程和方法:通过建立覆岩整体运动模型并结合临界充实率判断覆岩破断状态得到工作面顶板平均载荷大小,通过构建充填支架顶梁受力模型并求解立柱载荷比确定支架顶梁载荷形式,最后求解支架力学平衡方程得到充填液压支架的工作阻力。采用本方法设计了新巨龙煤矿1303N-1^#充填工作面充填支架工作阻力。研究可为充填液压支架的选型设计提供理论支撑。

关键词：充填开采液压支架工作阻力协同控顶设计方法

大采高综采顶板短悬臂梁-铰接岩梁结构与支架工作阻力的确定

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煤炭学报 2011年第11期36卷 1816-1820页

作者：闫少宏尹希文许红杰徐刚刘全明于雷天地科技股份有限公司北京100013

针对大采高综采工作面矿压显现强烈,支架工作阻力确定依据不足等问题,采用现场实测、数值模拟相结合的方法进行研究得到:采高增加后,煤壁前方破坏面积及支承压力峰值明显加大、煤壁易发生片帮冒顶、采场顶板活动范围明显加大、顶板断裂... 详细信息

针对大采高综采工作面矿压显现强烈,支架工作阻力确定依据不足等问题,采用现场实测、数值模拟相结合的方法进行研究得到:采高增加后,煤壁前方破坏面积及支承压力峰值明显加大、煤壁易发生片帮冒顶、采场顶板活动范围明显加大、顶板断裂线前移、岩层间离层量增加。依据大采高采场直接顶及基本顶新概念及新判别公式,提出大采高采场顶板易形成"短悬臂梁-铰接岩梁"结构,以及大采高综采支架工作阻力的计算公式。通过理论研究直接顶厚度、直接顶垮落步距、基本顶厚度、基本项垮落步距、采空区矸石碎胀系数以及采空区矸石刚度对支架工作阻力的影响,结果显示直接顶及基本顶垮落步距对支架工作阻力影响较大。

关键词：大采高综采短悬臂梁-铰接岩梁结构工作阻力支承压力