大傾角長壁綜放工作面圓弧段割煤工藝與支架穩(wěn)定性研究.pdf

1、大傾角特厚煤層走向長壁綜放工作面支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制難度更大。一些賦存有大傾角厚煤層的礦井采用走向長壁綜放開采技術(shù)，為改善大傾角工作面斜面上支架的穩(wěn)定性控制，將運(yùn)輸巷沿頂板水平布置，通過圓弧段過渡至斜面，即圓弧段布置方式。盡管圓弧段布置將下端頭簡化為水平工作面下端頭，但同時(shí)又帶來了圓弧段割煤工藝的復(fù)雜性和支架頂梁的線接觸。采煤機(jī)在圓弧段割煤造成自行留頂切底現(xiàn)象，導(dǎo)致圓弧段曲率增大，使得支架頂梁擠緊，刮板輸送機(jī)懸空。特別是隨著循環(huán)割煤圓弧

2、段上端點(diǎn)沿更大傾角斜面上移，斜面支架的穩(wěn)定性控制惡化，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生支架下滑傾倒。因此，只有保持圓弧段正常曲率才能使圓弧段布置達(dá)到控制支架穩(wěn)定性的作用。
　　針對采煤機(jī)在圓弧段割煤自行切底留頂致使圓弧段應(yīng)用效果不佳的問題，現(xiàn)場采用滾筒提底挑頂處理，其關(guān)鍵在于滾筒提底與挑頂量值的確定。由于問題本身的復(fù)雜性，難以構(gòu)建出相應(yīng)準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。目前現(xiàn)場僅僅是基于粗略的提底挑頂量解析式計(jì)算結(jié)果，主要還是通過熟練采煤機(jī)司機(jī)的經(jīng)驗(yàn)把握提底挑頂量。

3、r>　　本文基于東峽煤礦37220大傾角工作面煤層賦存特征和生產(chǎn)技術(shù)條件，通過理論分析、科學(xué)計(jì)算對圓弧段切眼布置方式在大傾角煤層的特點(diǎn)、適應(yīng)性、布置參數(shù)進(jìn)行分析和確定；為研究圓弧段布置對大傾角工作面支架穩(wěn)定性的影響特征，對工作面傾斜段和圓弧段支架進(jìn)行受力分析，通過建立力學(xué)平衡關(guān)系式闡述圓弧段對支架狀態(tài)的控制作用；利用計(jì)算機(jī)CAD繪圖軟件結(jié)合FLASH動畫軟件，動態(tài)模擬采煤機(jī)在圓弧段割煤“切底留頂”動畫效果圖，闡述圓弧段割煤工藝復(fù)雜性，從

4、而揭示其對圓弧段布置效果的影響作用；同時(shí)，對割煤優(yōu)化中采煤機(jī)滾筒“提底挑頂”操作進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，定量分析其量值與位置的關(guān)系，論述割煤優(yōu)化的重要性和必要性。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）推導(dǎo)得出圓弧段與傾斜段支架保持自穩(wěn)臨界支撐力和工作面支架側(cè)向力公式，表明圓弧段布置能夠減小支架臨界失穩(wěn)支撐力和工作面支架側(cè)向力，對大傾角工作面支架具有控制作用。
　?。?）計(jì)算機(jī)動態(tài)模擬形象放映了采煤機(jī)自行切底留頂所導(dǎo)致工作面頂?shù)装逦恢冒l(fā)生演化現(xiàn)

5、象，反映了其對圓弧段布置效果的影響。
　?。?）較精確地推導(dǎo)出滾筒提底挑頂解析公式，得出的提底挑頂值與動態(tài)模擬測得滾筒提底挑頂真實(shí)值相比誤差較小，能夠反映現(xiàn)場真實(shí)情況，指導(dǎo)現(xiàn)場割煤操作。
　?。?）東峽煤礦37220大傾角特厚煤層圓弧段工作面結(jié)合計(jì)算得出的提底挑頂量和計(jì)算機(jī)動態(tài)模擬結(jié)果指導(dǎo)采煤機(jī)司機(jī)割煤操作，支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性得以保障，工作面取得了較好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益。
　　本研究結(jié)果對于同類型大傾角煤層走向長壁綜放工作面