特厚坚硬煤层超大采高综放开采支架-围岩结构耦合关系
许永祥
王国法
李明忠
张金虎
韩会军
1.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京1000132.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京1000133.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京1000134.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京1000135.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013
摘要：针对榆神矿区坚硬特厚煤层综放开采所面临的顶煤悬顶距长、冒放性差、采出率低和采放不协调等问题,探讨了机采割煤高度6.0m以上的超大采高综放开采可行性和必要性,分析超大采高综放开采支架-围岩耦合关系,在支架-围岩强度、刚度和稳定性耦合的基础上,提出超大采高综放开采支架-围岩结构耦合理论.从液压支架与围岩相互作用机理角度,阐释了支架-围岩支护系统“小结构”初次耦合主动支撑和“大结构”二次耦合被动承载概念和理论,分析了围岩“大、小结构”耦合对工作面围岩支护效果和适应性的影响,指出综采放顶煤液压支架结构设计除需满足“小结构”支护系统适应“大结构”周期性破断失稳形成的强动载矿压外,还需考虑液压支架结构(特别是放煤机构结构)对顶煤冒放运移规律和支架载荷演化过程的影响,通过支架结构与顶煤冒放结构耦合实现顶煤顺利放出,提高顶煤采出率.采用理论分析、相似模拟、数值模拟和现场调研等研究方法,分析了坚硬顶煤冒落和放出结构以及冒放过程的成拱机理,讨论了液压支架结构高度对矿山压力显现强度、顶煤冒放结构和资源采出率的影响,研究了放煤机构结构对顶煤成拱结构的影响,以及放煤机构结构对顶煤的二次破碎作用,提出了强力放煤机构结构改进和优化策略,并对破煤机理和效果进行探讨,以期为相似坚硬特厚煤层综放开采支架-围岩耦合提拱理论指导和借鉴.
关键词：支架结构围岩结构结构耦合特厚坚硬煤层综放开采
分类号：TD355(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2018YFC0604504)国家自然科学基金(51704157)中国煤炭科工集团有限公司科技创新项目(2017MS005)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 1666-1678 )
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