关键词:
首采工作面
矿压显现特征
支架适应性分析
工作阻力
摘要:
针对庄子河煤矿首采工作面回采过程中ZZ6800/23/46型液压支架的适应性问题。综合运用理论分析、数值模拟计算和现场实测的方法,分析该工作面回采期间矿压显现特征和液压支架受力情况,论证该型号液压支架的适应性。主要结论如下:
(1)根据岩石力学试验,得到工作面顶底板覆岩的力学参数。通过工作面采煤工艺,确定液压支架型号为ZZ6800/23/46,得到其相关参数。为工作面矿压规律和液压支架适应性分析提供依据。
(2)基于“薄板”理论,构建力学模型计算工作面基本顶初次来压步距约为41.5m;周期来压步距为16.1m。运用FLAC3D分析顶板破坏形态,得到基本顶初次破断裂隙从两长边向两短边扩展,然后中部出现裂隙,最终形成一个扁平的“O-X”型破断;周期破断裂隙首先从固支长边发育,向两短边延伸,紧接着从自由端开始,出现斜向裂隙,且沿着短边向固支边扩展直到与长边裂隙相交,最终形成一个扁平的“U-V”型破断。运用UDEC对回采期间工作面顶板来压情况进行分析,得出工作面回采期间顶板来压较为缓和,没有出现强烈来压现象;得出基本顶初次来压步距为40m,周期来压平均步距为18m。
(3)对液压支架的初撑力和工作阻力进行计算,得出回采期间所需的最大工作阻力为6450k N,最大初撑力为3662k N。液压支架可缩量和支护高度计算分析,得出支架高度应在3.2-3.4m,该型号支架支护高度为2.3-4.6m。运用PFC构建ZZ6800/23/46型液压支架数值模型,对不同推进度下液压支架顶梁的受力情况进行分析,得出最大工作阻力为6632k N,依据支架参数可知,液压支架的额定工作阻力为6800k N。所以,该型号液压支架能够满足工作面回采期间的支护需求。
(4)结合现场工业试验,对工作面矿压规律进行分析,得出基本顶初次来压步距为36.2m,周期来压步距为15.1m;对液压支架初撑力及末阻力进行统计与分析,得出上部和下部液压支架工作阻力在额定区间内,中部个别液压支架存在工作阻力过大情况,但均在最高允许压力范围内,该型号液压支架满足工程现场支护需求。
图[47]表[9]参[91]