稳定控制的研究在浅煤层长壁复苏道路周围的岩石

文摘

岩石外观浅煤层长壁面临的压力通常是暴力,和屋顶和支持提取时容易损坏设备。稳定控制周围的岩石长壁复苏道路允许安全、快速提取设备。,通过理论分析、数值模拟和现场观察,周围的岩石复苏的稳定控制研究了道路,确保发布的岩石压力积累在屋顶上,支持的工作阻力和复苏巷道支架设计的合理性。减压技术介绍释放积累的岩石压力设备提取之前,和歧视的方法,提出了确定关键层的破坏和铰接形式和破碎块,分别。在此基础上,屋顶不稳定的力学模型建立了基于四个关键的表土地层结构浅煤层。合理工作阻力支持的工程计算方法进行了讨论。最后,月煤矿和Fengjiata煤矿作为研究对象来评估基于观测顶板稳定复苏的道路权重的特征。支持工作抗性和合理的复苏道路宽度下三个关键层结构确定。考虑时间效应的塑性区发展,支持复苏的道路进行了优化设计。FLAC2D软件模拟两个支持的围岩控制效果设计,和屋顶沉降曲线。 The results show that the key to equipment extraction in shallow seams is to ensure that supports have reasonable working resistances and to improve the support of recovery roadways. The results provide a reference for the selection and extraction of supports in shallow seam faces.

1。介绍

煤层开采深度浅、薄基岩、厚松散地层通常定义为浅煤层(1,2]。只有一个屈服区和断裂带存在浅煤层长壁采空区上方(3- - - - - -6]。许多生产实践表明,岩石在浅埋煤层所面临的生活压力非常高,屋顶是容易板凳收敛(7- - - - - -11]。围岩的塑性区发展中充分的提取设备。很容易打破,旋转和崩溃的屋顶和粉碎支持,和这些事件可能会发生,如图1(12]。例如,屋顶和月的支持在42107面板的煤矿和1202面板Fengjiata煤矿在提取设备受损。采矿可以直接到达表面裂缝,空气,水,和沉积物可以通过裂缝进入复苏道路,严重影响设备的提取。因此,实现矿山安全、高效生产的关键是研究岩石的稳定控制周围长壁复苏道路(13]。

长壁开采技术面临着包括shearer-driven道路技术和predriven道路技术。predriven道路的技术有明显的缺点,如量相对较大的工作,维护成本高,高屋顶坍塌的可能性当穿越predriven巷道(14]。目前,该技术主要用于矿山用简单如申东矿区地质条件。在中国大多数矿山shearer-driven道路技术仍然适用。复苏道路周围的稳定控制的岩石浅煤层一直深受国内外研究。众多学者系统地研究了支持设计复苏道路和支持系统之间的关系,地层运动,和地面沉降14- - - - - -16]。一些研究人员提出了控制围岩的稳定性的复苏道路的适用性通过确定适应巷道,评估潜在的事故,和优化网格的位置安装(17,18]。其他学者也研究了采动应力的影响,主要的断裂位置的屋顶,埋深的工作面,岩层的性质,和矿业高度稳定的岩石周围的复苏道路上(19,20.]。然而,上述研究主要是针对稳定控制的岩石周围predriven在浅煤层长壁复苏道路。很少有研究关注稳定控制的岩石周围shearer-driven长壁复苏道路。

在浅煤层上覆地层的关键层结构可分为四种类型,如图2(21]。有显著差异的打破和迁移规律不同的关键层结构。复苏的表土负载支持巷道“煤炭墙支护structure-hydraulic support-gangue采空区”结构。复苏巷道锚杆支护参数的优化可以提高的支持效率,降低开发时间在围岩塑性区。支持与合理工作阻力可以有效地保护经济复苏道路时,屋顶是不稳定的。因此,经济复苏巷道的锚杆支护参数的合理工作阻力应该研究支持实现围岩的稳定控制。

本文主要研究围岩的稳定性shearer-driven复苏道路。首先,介绍了减压技术及其适用条件。减压技术是一种有效的方式释放积累的岩石压力在屋顶的提取设备。随后,屋顶不稳定的力学模型建立了不同关键层结构。合理工作阻力的计算公式支持不同顶板条件下推导出理论。月煤矿和Fengjiata煤矿作为研究对象。根据每个工作面临的实际地质条件,合理工作阻力的支持和合理的经济复苏道路宽度计算。基于上述结果,使用数值模拟方法来验证改进后的围岩控制效果支持经济复苏的道路设计。研究结果与现场实践,实现安全、快速的提取的支持。

2。减压技术

在1990年代中期,“关键层理论”提出了地层控制(22]。这个理论提供了深入了解地层的渐进屈服行为及其对长壁操作的影响。根据这一理论,控制全部或部分的运动的地层上覆岩层的定义为关键层(KS);KS优惠时,全部或部分上述表土同时KS将消退。更具体地说,前者是指主关键层(PKS),而后者被定义为一个下属关键层(SKS)。可能有几个下属在采场上覆岩层的关键层,但伊斯兰公正福利党是独特的和上方的所有从属关键层。一般来说,最接近的SKS采场上覆岩层中叫做SKS1,和其他下属关键层被称为SKS2, SKS3等从下到上,直到达到伊斯兰公正福利党。同步沉降和变形的岩层SKS命名弱层1 (WS1)、弱层2 (WS2),等等,以及地层由党控制的地层称为负载。SKS1的稳定状态直接决定定期出现在采场中的权重。因此,SKS1期间应该尽可能保持稳定的提取设备。 In general, the recovery roadway must be arranged according to the preset terminal line to maximize the exploitation of coal resources. If the law of weighting is not considered, periodic weighting may be necessary during the extraction of equipment, as shown in Figures3(一个)- - - - - -3 (c)。减压技术停止进步的工作面布局之前(通常10小时)复苏道路,促进周期性加权根据骨折的发生发展。工作面周期性加权后继续前进。工作面通过加权区域后,恢复道路可以安排。权重区域的宽度通常是定期循环的2到3倍镜头根据监测数据的统计结果在Yushenfu矿区岩石的压力(16]。在这个时候,SKS1可以保证在尽可能稳定状态的提取设备,如图3 (d)。

减压技术有一定的应用。根据屋顶技术应该合理应用条件和周期性加权的法则。例如,周期性加权不会发生即使采矿停止很长一段时间当SKS1的悬挂长度小于0.6倍打破间隔或如果有厚硬顶板工作面上方。根据实际经验Halagou煤矿和新河煤矿、深孔预裂爆破技术可以用来切断挂屋顶(23,24]。

3所示。确定合理工作阻力的支持

希勒削减安排复苏后巷道煤壁岩石压力积累在屋顶被释放。公式(1)是评价的基础SKS1高于复苏巷道的稳定性。如果支持的工作阻力低,然后屋顶和支持损害可能发生由于SKS1的不稳定: 在哪里l₁是挂SKS1长度(米);d₁复苏道路的宽度(米);d₂是液压支架的长度(米);d₃储备安全距离,一般3次定期循环录像根据工程经验(m);l₁的周期性权重区间SKS1 (m);和k是范围从0.4到0.6的安全系数。本文的默认值k是0.6。

同样,当关键层除了SKS1在采场上覆岩层的多键的地层结构被认为是在公式(2),这种地层可能打破在提取设备。人们普遍认为,SKS1将同步后上部关键层(已经)坏了。因此,应该考虑已经稳定的复苏道路的布局在采场多键的地层结构: 在哪里l_米是挂的长度已经(m);d₄是水平距离的latest-breaking位置已经SKS1 latest-breaking位置的(m);和l_米的周期性权重区间已经(m)。

众所周知,当悬挂长度的关键层上覆岩层满足公式的要求(1)或(2),这层提取过程中容易破坏设备。因此,它应确保支持可以提供足够的支架阻力控制屋顶的长椅上收敛。一般来说,理论计算是用来确定合理工作阻力的支持。方法计算负载通过建立悬臂梁的支持,楔形块梁和其他关键层破块的力学模型基于关键层理论。可以看出,应用理论计算方法的前提是首先区分关键层的破坏形式和表达形式的断块。

3.1。关键层的破坏形式和表达形式的断块

关键层的破坏形式大致可以分为两种类型:悬臂梁和铰接梁。两种破坏形式之间的差异是绝对的旋转断块超过的最大旋转铰接结构(25- - - - - -27]。的破坏形式已经受到的破坏形式下关键层(路),以及弱层的厚度和湿胀率之间的两个关键层。因为打破间隔已经是相对较大的,旋转的空间是有限的,它必须在铰接梁的形式时,路在铰接梁的形式。通过结合上面的分析,判别方法的结构形式的关键层断裂后的块。(1)首先,每个关键层的破坏形式是基于SKS1决定的。(2)众所周知,有两种失稳形式的拱结构,即滑动旋转不稳定和不稳定(25]。拱结构是稳定的,只有当滑动旋转不稳定和不稳定不同时发生。根据“Sliding-Rotation(因此)“拱结构的稳定理论,具体表达形式(楔形块梁、顶板不稳定或步骤梁)的确定断块,如屋顶模型如图所示4,在那里米开采高度(米),h₀是直接顶板的厚度(m),h₁−h_k厚度从SKS1 PKS (m),∑h₁−∑h_k−1是弱层的厚度控制的每个SKS (m),l₁−l_k是打破区间SKS1 PKS (m),θ₁−θ_k是断块的旋转角度从SKS1繁荣正义党(°),然后呢W₁−W_k是绝对的旋转断块SKS1 PKS (m)。

的最大旋转断块SKS1,可以形成一个清晰的结构,是Δ_1马克思。根据变形的力学模型和拱结构的不稳定,Δ_1马克思可以由公式(3)[25- - - - - -29日]: 在哪里问₁是负载SKS1 (MPa)和σ_{1 c}的抗压强度是SKS1 (MPa)。

绝对的公式计算旋转W₁如下: 在哪里K_p的膨胀系数是直接的屋顶和一般为1.3。

结合公式(3)和(4),SKS1打破的标准形式的悬臂梁和铰接梁得到,分别由公式(5)和(6):

野外观察表明,膨胀系数WS1基本上是一样的K_p当SKS1破碎在悬臂梁的形式。WS1为代表的湿胀率K_p0当SKS1破碎在铰接梁的形式,和K_p0一般是1.05。因此,绝对的旋转W₂SKS2断块的 的价值K_x是K_p0或K_p,具体值是由SKS1的破坏形式。根据公式(6),则表明该断块SKS2可以形成一个铰接梁获得: 在哪里问₂是负载SKS2 (MPa)和σ_2摄氏度的抗压强度是SKS2 (MPa)。以此类推,一般的判别公式描述关键层形成的断块铰接梁获得: 的值范围在哪里米就是从1到k。

破碎的特定的块可以进一步根据因此歧视拱结构的稳定性理论。时,将发生不稳定滑动和旋转不稳定铰接梁结构不能满足公式的要求(10)和(11),分别。在这两个公式,φ是断块的内摩擦角,我_米是断块的块度(高度长度之比),然后呢θ_米是由方程(12):

研究显示[25]的断块的块度关键层上覆岩层的大浅煤层开采期间。断块将幻灯片和失去稳定背后的支持当公式(13)是满意的。此时,关键层的形式定期将梁迈出的一步。总之,关键层的破坏形式的判别条件和断块的铰接形式,由公式(14)。

众所周知,荷载传递系数C₁,C₂和C₃悬臂梁(不稳定拱),楔形块梁,分别和梁步25), 在哪里α是岩层的断裂角(°);β骨折线之间的角度和垂直方向(°);和一个是最后挤压接触表面的高度角块(m),它是由公式(16)。

图5作为一个例子,讨论合理工作阻力的计算方法基于不同的关键层结构的支持。因为厚而硬密钥地层结构类似于次键化合物组的地层结构,本文提供了一个统一的方式解释。在图5,H_z是负载地层的厚度(m),l_k的悬挂长度立即屋顶(m),R₀直接顶的重量高于复苏道路和顶梁(kN),R₁−R_k底座上的作用力是由于每个关键层的破块(kN),P₁−P_k是无谓的和断块的每个关键层和上覆负荷(kN),P_l施加的负载降低结构的负载地层(kN),然后呢P_H合理工作阻力的支持(kN)。

3.2。合理工作阻力的支持在采场密钥地层结构

一次键地层结构意味着只有一个关键层屋顶的浅埋煤层,这是伊斯兰公正福利党。密钥的力学模型不稳定地层结构如图5(一个)。

的公式计算负载的支持P_z如下:

R₀和R₁可以通过公式计算(18)和(19),分别16,30.,31日]: 在哪里b液压支架的宽度和吗γ的平均大导热层,通常是作为25 kN / m³。

P_z可以通过公式计算(20.)[25,30.]: 在哪里K_G是加载的载荷传递系数地层、和计算公式是什么 在哪里φ₁是负载层的内摩擦角(°)。

支架阻力的计算公式P_年代获得基于上述分析:

公式(22)也用于计算采场的支持负载组密钥地层结构的化合物。然而,在这种情况下,h₁是次键层的总厚度的复合组织。实际的效率支持0.9根据相关文献的研究成果(16,30.,32]。合理工作阻力P_H的支持是由公式(23):

3.3。合理工作阻力的支持在采场多键的地层结构

多键的地层结构煤层上方有多个关键层。人们普遍认为,当两个关键层之间的距离小于41米,会有相互影响(30.]。一个明显的非均匀周期权重现象发生在采场多键的地层结构。采场将表现为弱周期性加权当路坏了,已经是稳定的。这时,周期性的权重相对较低的强度,因为已经阻碍表土的传输负载。不稳定负荷作用于路的时候已经坏了,导致两个关键层同时打破。强劲的周期性的权重会发生在采场(这个时候33]。强周期性的权重应该保证发生在复苏前的多键地层巷道布局。然而,关键层在采场上覆岩层的多键的地层结构仍可能打破在萃取时的设备挂关键层的长度满足公式(1)或(2)。多键的力学模型不稳定地层结构如图5 (b)。在这种情况下,R₁计算公式(24)[34- - - - - -36]:

因此,支架阻力的计算公式P_z是

3.4。合理工作阻力的支持在采场采空区下密钥地层结构

的关键层上覆岩层上部煤层开采后坏了。因此,SKS1将充当,如图5 (c)。然而,仍有一个连接之间的横向部队断块,和一个铰接结构仍然可以形成由于下煤层开采过程的影响。很难准确地确定断块的移民法律的表土上煤层在开采煤层低。因此,支持抵抗P_z应该考虑在SKS1同步的情况下造成的破坏不稳定和旋转断块。此外,压缩岩体的屈服区上部煤层可视为软弱的地层。支架阻力的计算公式P_z是一样的公式(25)。

4所示。工程背景

月煤矿和Fengjiata煤矿都位于Yushenfu矿区。两个矿的地理位置如图所示6。屋顶和支持损害造成的交通事故发生在这两个国家的矿山设备中提取。

4.1。# 3 - 1月煤矿的煤层

经批准的生产能力的煤矿是8吨/月。# 3 - 1煤层是主要的矿业缝在我这。煤地层的赋存特征如图所示7。# 3 - 1煤层和它的屋顶和地板是钻探和取样,样本,然后加工成标准试验在实验室。机械测试与仿真(MTS)万能试验机适用于测试煤岩层的力学参数(37,38];见表1获取详细信息。上覆地层的决心是一个密钥地层结构根据的歧视条件关键层(39,40]。细砂岩与9米的厚度,根据定义的。定期循环录像是0.8米,采空区顶板崩落法治疗。工作面配备ZY8000/17.5/35-type支持。

现场实践表明,当经济复苏道路的宽度的一半长度的支持,支持可以成功提取。因此,确定合理的经济复苏道路宽度根据长度的支持,定期循环录像,一定宽度的安全距离。众所周知,ZY8000/17.5/35-type支持的长度和宽度6米和1.66米,分别。复苏的合理宽度巷道被考虑到常规设置为3.2循环录像是0.8米。根据测量岩石压力# 3 - 1煤层中的数据,支持的工作阻力曲线如图8。总共13周期性的权重是监控。周期性加权的平均时间间隔大约是16.7米。用每个参数的值为公式(1),我们可以获得l₁= 11.6 m。因此,SKS1期间很容易打破的提取设备。

通过引用相关文献[16,25,27,以下是假定:φ= 39.5°,α= 90°β= 0°。l_k是恢复道路的宽度的总和和顶梁的长度。众所周知,顶梁的长度是4.1米,和l_k= 7.3米计算后确定。细砂岩的抗压强度,σ_{1 c}= 50.5 MPa,来源于实验室测试数据。根据# 3 - 1煤层的开采条件和前面的声明,以下决定:l₁= 11.6米,b= 1.66米,φ₁= 33°米= 3 m。后计算公式(3)和(4),Δ_1马克思= 5.76米,W₁= 1.8 m。根据公式(14),断块SKS1将形成一个step-beam结构中提取设备。因此,公式(26)是用来计算负载的支持P_z。结果表明,P_z= 5220 kN;也就是说,P_H= 5800 kN。

这一结果表明,所选的工作阻力在# 3 - 1煤层低支持。因此,选择支持的# 3 - 1煤层能够满足的需求提取期间顶板支护设备。

4.2。Fengjiata煤矿2号煤层

Fengjiata煤矿位于东部的河豚矿区,和它的生产能力是6吨/批准。# 2和# 4煤层开采同时在我这。煤地层的赋存特征如图所示9。煤岩层的力学参数是由机械测试,如表所示2。多键的地层结构存在于2号煤层的屋顶。根据战,SKS的定义,一个中等粗砂岩地层厚度为7.5 m是SKS采场,最近和一个中等砂岩地层厚度为10.82 m的党。定期循环录像的工作面是0.8米。工作面配备ZY8500/20/42-type支持。

ZY8500/20/42-type支持的长度和宽度是6.6米和1.75米,分别。合理的经济复苏道路宽度设置为4米通过考虑正则循环录像是0.8米。图10情节周期性加权法观察过去开采期间的2号煤层。图显示一个非均匀周期权重现象发生在工作面。的实力强劲时期的比重大约是1.22倍weak-period权重。强劲时期加权的平均间隔大约是36.2米和weak-period比重大约是18米。用每个参数的值为公式(1),我们得到l₁= 13米。因此,SKS2休息很容易在提取设备。当减压技术应用提前释放积累的岩石压力,根据公式(2),伊斯兰公正福利党将在稳定状态下的提取设备。

通过结合工作面开采条件和现场监测数据,确定如下:l₂= 13米,b= 1.75 m,米= 3 m。众所周知,顶梁的长度是4.5米,和l_k= 8.5米计算后确定。中粗砂岩的抗压强度,σ_2摄氏度= 68.4 MPa,来源于实验室测试数据。的值α,β,φ,φ₁正如上面所提供的相同。后计算公式(3)和(4),Δ_2马克斯= 5.3米,W₂= 2.8 m。根据公式(14),断块SKS2将形成一个楔形块梁结构在提取设备。因此,公式(27)是用来计算负载的支持P_z。结果表明,P_z= 8247 kN。这个结果表明,所选的支持# 2煤层基本上可以满足屋顶的需求支持。

4.3。# 4 Fengjiata煤矿的煤层

2号煤层之间的平均距离和# 4煤层只有12.4米。SKS1将作为伊斯兰公正福利党在# 4煤层的开采。工作面也配备ZY8500/20/42-type支持。的合理宽度复苏道路,满足提取要求是4米,这是符合2号煤层。图11显示了周期性加权法观察到在过去的# 4煤层开采时期。周期性的强度加权千差万别。摘要素周期性的权重是由SKS的破损引起的。高强度周期性加权是因为PKS的断块的旋转不稳定导致SKS1休息。周期性加权的平均时间间隔大约是10.7米。因此,它可以确定SKS1期间必须打破的提取设备。

合理工作阻力的支持被认为是在同步的情况下每个关键层的不稳定。众所周知,l_k= 8.5米,l₁= 10.7米,l₂= 18米,l₃= 36.2米,b= 1.75米,米= 3.3 m,σ_2摄氏度= 68.4 MPa。机械测试的结果显示σ_{1 c}= 49.5 MPa和σ_{3 c}= 53.5 MPa。根据公式(14的形式),覆岩中关键是一步beam-voussoir beam-unstable分块光束。因此,公式(28)是用来计算负载的支持P_z。结果表明,P_z= 9580 kN;也就是说,P_H= 10644 kN。这个结果表明,选择的屈服载荷支持# 4煤层低。

5。经济复苏巷道支架设计的数值模拟

基于月煤矿的实际地质条件和Fengjiata煤矿应用FLAC2D软件建立数值模型来研究合理的支持参数的复苏道路。复苏的数值模型月煤矿巷道图所示12是作为一个例子来说明建模过程。莫尔-库仑本构模型是适用于所有的模型(41]。统一的负载应用在垂直方向来模拟上覆地层的严重性。我们使用了消除应力方法探讨月煤矿地应力。实地测量表明,垂直压力为3.55 MPa;最小主应力平行于长壁脸上前进方向,价值为1.81 MPa;和最大主应力为4.14 MPa。根据原位应力的测试结果,确定水平侧压力系数是0.5。上边界是一个自由表面,底部边界限制垂直移动,和周围的侧边界模型限制水平运动(42]。压实的双屈服本构模型建立了采空区岩体。压实岩体的数值模拟参数如表所示3根据压实理论在采空区(43- - - - - -46]。

5.1。优化的复苏在# 3 - 1煤层巷道支架设计

在过去,月煤矿用工程类比法制定的支持设计复苏道路。支持参数如图13。

钢梁采用圆钢尺寸Φ16毫米×6000毫米。每个钢梁连接六个成因。JDPET200 200∗ms-type树脂网被选中。最初支持设计的实际建设耗时。足够的发展时间给出了围岩的塑性区。恢复周围的岩石巷道的变形大,影响正常运行的提取。屋顶的实际支持效率成因附近采空区很低,不能满足快速提取的要求。最初支持设计优化基于上述问题,如图14。(1)三线绳子了,而不是3行采空区附近的成因。钢丝绳的直径是21.5毫米,间距为800毫米。(2)相邻的成因是锚电缆所取代。

数值模拟方法应用于比较两个支持的围岩控制效果的设计。参考表1确定每个岩层的物理力学参数在模型中。支持的设置负载设置为6400 kN,屈服载荷是设置为8000 kN。成因和电缆的力学参数模型中根据现场试验数据获得和制造商提供的数据;见表4详情(47]。岩石锚杆的锚固力是保证大于105 kN。锚索预紧力的不少于100 kN,锚固力并没有少于150 kN。灌浆特性符合实验室执行拉拔力测试获得的数据在物理模型中使用的成因36]。在这个模型中,10000时间步长计算的每个计工作面先进模拟矿业在上覆岩层的影响。每次岩栓安装后,1000时间步计算。复苏后巷道支架,100000年竣工时间运行步骤。钢丝绳不是模拟的模型,因为它是用来解决树脂网。

图15显示两个支持后塑性区分布的设计模拟。

图15显示了以下。(1)直接顶的岩性软弱,和塑料失败发生在仿真支持。塑料失败也发生在伊斯兰公正福利党相邻采空区。(2)屋顶的塑性区分为剪切破坏区,一个塑料故障区,和一个拉伸断裂区。开发范围的每个部分的塑性区比实现的改进的支持设计因为最初支持设计跑更多的步骤。(3)因为低支持力量背后支持的改进设计,支持范围的拉伸断裂区大于在最初设计的支持。(4)支持背后的围岩变形的改进设计是比最初支持设计由于岩石的抗拉强度低。然而,这种效应不会产生重大影响的正常提取设备。

各个部分的屋顶沉降曲线为两个支持设计如图16。

如图16,(1)屋顶沉降增加单调从终端线的后方支持;(2)岩栓附近的屋顶塌陷放缓;和(3)各个部分的屋顶沉陷在最初支持设计明显大于设计改进的支持。结果表明,围岩控制效果的改进的支持设计比最初的设计支持。

5.2。优化的恢复2号煤层巷道支架设计

复苏的最初支持设计巷道Fengjiata煤矿如图17。

最初支持设计改进,如图18通过考虑围岩的塑性区发展。四线绳子了,而不是五行凝块附近的成因。钢丝绳的直径是21.5毫米,间距为1000毫米。

开挖过程和计算模型符合上面提到的这些。设置负载的支持被设定为6800 kN,屈服载荷是设定在8500 kN的模拟两个支持设计。图19显示两个支持后塑性区分布的设计模拟。

图19显示如下:(1)上方的屋顶直接复苏道路进行了积分整容失败和两个支持设计;(2)塑料失败发生在SKS2以上支持;(3)发展的围岩的塑性区范围的改进的支持设计小于最初的设计支持。

各个部分的屋顶沉降曲线的两个支持设计如图20.。

屋顶塌陷的改进的支持设计明显低于最初的设计支持。因此,决定应用改进的支持设计恢复2号煤层的巷道。

5.3。优化的复苏在# 4煤层巷道支架设计

最初支持设计和改进的支持设计的复苏在# 4煤层巷道是一致的与# 2煤层。支持8500 kN的屈服载荷仿真的初始设计的支持,并支持9600 kN的屈服载荷的仿真设计改进的支持。图21显示了两个后塑性区分布设计模拟的支持。

图21显示如下:(1)屋顶上方的复苏道路进行了积分整容失败两种支持设计;(2)塑料上面失败发生在SKS1复苏道路;(3)发展的围岩的塑性区范围的改进的支持设计小于初始设计的支持。

各个部分的屋顶沉降曲线的两个支持设计如图22。

屋顶塌陷的改进的支持设计明显低于最初的设计支持。

结果表明,关键设备的安全、快速提取浅煤层是确保支持的合理工作阻力和提高支持效率的复苏道路。

6。现场应用和讨论

6.1。现场应用

基于理论分析和数值模拟的结合,采用改进的支持设计支持经济复苏道路的提取设备中两个矿山。因为所选的屈服载荷支持是偏低的,各个液压道具安装期间双方的支持,强化萃取设备的# 4 Fengjiata煤矿的煤层。表5单个液压道具的参数列表。支持的支架阻力提高到约9700 kN。图23显示经济复苏的建筑工地月煤矿巷道和Fengjiata煤矿。

现场应用结果表明,岩石压力外观和复苏巷道的围岩变形可以满足安全的需求和快速提取。此外,没有屋顶或损害发生在萃取设备的支持。月煤矿和Fengjiata煤矿完成抽取20提前14天,分别。安全、快速的提取在实现浅煤层长壁的脸。这样的成功提供了一个参考类似地质条件下的提取设备。

6.2。讨论

本文主要研究岩石的稳定控制周围的复苏道路,确保支持合理工作阻力和改善的支持经济复苏道路。然而,支持的屈服载荷通常是固定的。当不能满足屋顶支持需求,支持单个液压支柱阻力是非常有限的。如果有必要,屋顶可以安排控制的木制婴儿床。

屋顶的塑料失败是不可避免的在提取设备,因为疲软的岩性。屋顶的作用成因附近采空区是有限的,和成因应该被绳索修复树脂网所取代。因此,同时确保安全开采设备,可以缩短施工时间和高生产效率高的我可以实现。

7所示。结论

本文主要研究了稳定控制周围的岩石在浅煤层长壁复苏道路。主要结论如下:(1)减压技术能有效释放积累的岩石压力在屋顶的提取设备。然而,减压技术只在一定条件下适用。根据屋顶技术应该合理应用条件和周期性加权的法则。(2)区别的方法提出了判别关键层的破坏形式和断块的铰接形式根据悬臂式断裂的形成条件和“因此”拱结构的稳定性理论。在此基础上,屋顶不稳定的力学模型建立了基于四个关键的表土地层结构浅煤层。合理工作阻力的计算方法的支持进行了探讨。(3)根据这两个煤矿的实际地质条件,合理工作阻力的支持和合理的经济复苏道路宽度计算。然后,支持经济复苏道路的设计是基于塑性区发展的改进。数值模拟结果表明,开发的围岩的塑性区范围和顶板沉降后显著降低设计应用改进的支持。(4)现场应用效果的研究结果是比较理想的,可以帮助实现安全、快速提取浅煤层长壁的脸。周围的岩石稳定控制的关键在浅煤层长壁复苏道路确保支持合理工作阻力,提高巷道的支持效率和加速的提取设备。

数据可用性

数据的一部分用于支持本研究的结果中包括这篇文章。剩下的数据用于支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是在经济上支持中国国家重点研发项目(2018号yfc0604701),中国国家自然科学基金(51974294),江苏省自然科学基金(没有。BK20181358),独立研究项目的国家重点实验室煤炭资源安全开采,CUMT(没有。SKLCRSM19X07),中央大学的基础研究基金(2019号xkqyms61)。

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