大倾角硬厚煤层综放工作面支护技术及应用研究
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摘要
本文根据潞新煤矿实际地质条件,针对大倾角硬厚煤层工作面的特点,提出了大倾角硬厚煤层综放工作面支护技术。采煤工艺和支护装备分别采取了应对措施,以维护工作面生产安全。通过对水平工作面、大倾角工作面、坚硬煤层工作面等采场围岩关系的分析,对工作面支护设备——液压支架进行了选型、设计、支护强度计算与校验,也对液压支架进行了运动、可靠性及稳定性分析,液压支架各部分结构均针对大倾角硬厚煤层特点而设计,因此有很强的适应性。通过长期工业性试验,分析综合试验数据,对采场压力进行检测,对液压支架的结构性能、支护与运动的稳定性能进行充分的检验,完善了大倾角硬厚煤层综放工作面的支护技术理论及应用实践。
According to the geological conditions of Luxin coal mines, For the characteristics of hard thick coal,proposed Steep hard thick Coal Seam support technology and its application,coal mining technology and supporting equipment were taken countermeasures to protect working security. Through the analysis of surrounding rock relations about the level face, Steep face, hard coal face and so on, On the face support equipment-Hydraulic Support for the selection, design, support strength calculation and verification,and also analysis the movement of Hydraulic Support, reliability and stability, the design of Hydraulic Support's structure completely for the characteristics of Steep thick coal seam,for it is very adaptable. Through long-term industrial tests, analysis the comprehensive test data, testing the pressure on the mining field and doing the full examination for the Hydraulic Support's structure performance, the supports and protections and the movement stable performance improved the Steep hard thick coal seam face support theory and application practice.
According to the geological conditions of Luxin coal mines, For the characteristics of hard thick coal,proposed Steep hard thick Coal Seam support technology and its application,coal mining technology and supporting equipment were taken countermeasures to protect working security. Through the analysis of surrounding rock relations about the level face, Steep face, hard coal face and so on, On the face support equipment-Hydraulic Support for the selection, design, support strength calculation and verification,and also analysis the movement of Hydraulic Support, reliability and stability, the design of Hydraulic Support's structure completely for the characteristics of Steep thick coal seam,for it is very adaptable. Through long-term industrial tests, analysis the comprehensive test data, testing the pressure on the mining field and doing the full examination for the Hydraulic Support's structure performance, the supports and protections and the movement stable performance improved the Steep hard thick coal seam face support theory and application practice.
引文
1.王家臣.厚煤层开采理论与技术\冶金工业出版社,2009.9.
2.刘建新,刘淘.关于厚煤层开采工艺的选择\[J].煤炭工程,2003,(7)：4-6.
3.晏学功,张伟,褚廷民,等.大倾角急倾斜厚煤层采煤方法选择\[J].陕西煤炭,2001,(2)：22-25.
4.蒲文龙.大倾角厚煤层开采技术研究[D].阜新：辽宁工程技术大学,2005.
5.任世广.大倾角长壁综放开采顶煤放出体变化规律实验\[D].西安：西安科技大学,2005.(责任编辑潘启新)
6.任秉钢.中国综合机械化放顶煤开采[M].北京：煤炭工业出版社,2002.
7.王金华.我国高效综采成套技术的发展现状\[J].煤炭科学技术,2003(1).
8.陈炎光,徐永圻.中国采煤方法.中国矿业大学出版社.1991.
9.赵经彻.厚煤层现代开采体系的探索与实践.煤炭工业出版社.1998.
10.索永录.综放开采大放高坚硬顶煤预先弱化方法研究\[J].煤炭学报,2001(6).
11.靖远矿务局,西安科技学院.坚硬煤层大放高综采放顶煤开采技术研究\[R].西安：西安科技学院,2001.
12.吴健,我国综放开采技术15年回顾,中国煤炭,1999.11
13.吴键,张勇.综放采场支架-围岩关系型概念\[J].煤炭学报,2001,26(4)：350-355.
14.索永录,李得玺,李振明.综放面坚硬顶煤和顶板初次垮落控制技术\[J].西安科技学院学报,2001,21(4)：322-224.
15.索永录.坚硬煤层综放开采技术\[M].西安：陕西科学技术出版社,2001.
16.索永录.综采工作面预处理坚硬煤体研究试验\[J].西安科技学院学报,2000,20(1)：18-20.
17.杨淑华,姜福兴.综采放顶煤支架受力与顶板结构的关系探讨\[J].岩石力学与工程学报,1999,18(3)：287-290.
18.陈炎光,徐永圻.中国采煤方法.中国矿业大学出版社.1991.
19.赵经彻.厚煤层现代开采体系的探索与实践.煤炭工业出版社.1998.
20.焦洪斌,赵爱国中国长壁开采技术现代化及其在厚煤层中的应用\[J].华北科技学院学报,2004,(1)：34-37.
21.章永久.特厚坚硬煤层综合机械化放顶煤开采技术\矿山压力与顶板管理,2005(01)
22.李正昌.浅埋综采面矿压显现及其控制\矿山压力与顶板管理,2001(01).
23.李方立.大倾角坚硬顶板较薄厚煤层综放面初采常见事故及防范措施.＼煤矿开采,2005(05).
24.师幼安,索永录.坚硬煤层综放开采支架-围岩关系特点分析\西安科技学院学报,2004(02).
25.]张顶立,张文江,章永久,等.特厚坚硬煤层综合机械化放顶煤开采技术研究\中国技术专家网
26.李祥.特厚坚硬煤层综放开采技术及其应用研究\煤炭科学技术,2006(02).
27.]谢宗保,马德昌.坚硬顶板较厚煤层综采放顶煤工艺的实践\煤炭科学技术,2003(12).
28.黄国春,陈建杰.坚硬顶板、软煤、软底大倾角煤层综采开采实践\煤炭科学技术,2005(08).
29.陈万平.综采工作面坚硬顶板深孔强制爆破放顶的应用\内蒙古煤炭经济,2008(04).
30.侯忠杰,吴文湘,肖民.厚土层薄基岩浅埋煤层”支架-围岩”关系实验研究\湖南科技大学学报(自然科学版),2007(01).
31.田靖安,韩书才.急-倾斜厚煤层坚硬顶板长壁综放采场矿压及控制\煤矿开采,2006(06).
32.黄艳利,张吉雄,巨峰,等.浅埋煤层悬移顶梁支架机采面矿压规律研究\能源技术与管理,2009(04).
33.孙月,文振明,李昕,等.坚硬复合顶板煤层开采RFPA2D数值模拟\煤矿机电，2007(06).
34.刘保申,赵连刚.厚煤层综放工作面顶板压力显现规律观测与分析\煤炭技术,2007(10).
35.刘杰.特厚煤层综放工作面围岩运动的微地震监测\矿业安全与环保,2008(01).
36.吴永平.大同矿区特厚煤层综放采场矿压显现规律研究\煤炭科学技术,2008(01).
37.王进学,王家臣,陈忠辉.“两硬”浅埋深厚煤层顶煤顶板运移规律研究、采矿与安全工程学报,2006(02).
38.毕军贤,吴建亭,张忠福.综放面矿压显现规律研究\矿山压力与顶板管理,2000(02).
39.赵宝臣.厚煤层放顶煤综采工作面矿压显现分析\中国科技信息,2005(06).
40.韩战英.综放工作面开采矿压显现及支架适应性分析\科技信息,2009(19).
41.李振明,索永录,李得玺,等.坚硬煤层大放高综放面矿压显现特点\矿山压力与顶板管理,2002(03).
42.钟东虎.坚硬特厚煤层综采放顶煤液压支架研制\煤矿机械,2001(09).
43.党永.综采放顶煤开采大倾角煤层的技术措施\同煤科技,2007(02).
44.凌标灿；综放面顶板岩体稳定性地质动态评价及控制[D]；中国矿业大学(北京)；2002年
45.王向伦,邹友平；综放开采顶煤变形及破断规律的分析研究[J]；煤矿开采；2004年03期
46.刘中桥,邹吉波,汝登亚；综放开采合理顶煤高度的确定[J]；煤炭技术；2005年04期
47.王向伦,李浩荡,韩桂武；放顶煤开采工艺的三维相似模拟[J]；采矿技术；2004年02期
48.张宏伟,张文军,王新华；急倾斜厚煤层顶板运动规律与柔性掩护支架受力分析[J]；辽宁工程技术大学学报；2005年01期
49.侯庆凯；综采放顶煤采煤法合理参数的确定[J]；煤炭技术；2005年11期
50.张开智,蒋金泉,吴士良；合理放煤步距的实验研究[J]；煤炭学报；2003年03期
51.魏锦平；综放面顶煤压裂规律及成拱机理研究[D]；太原理工大学；2004年
52.康天合；顶煤冒放特性与预注水处理顶煤的理论研究及其应用[D]；中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所)；2002年
53.高召宁；急斜特厚煤层开采围岩与覆盖层破坏规律研究[D]；西安科技学院；2002年
54.邵小平；急斜煤层水平分段放顶煤开采围岩结构及其控制性研究[D]；西安科技大学；2005年
55.郑维强；急倾斜煤层综放液压支架稳定性分析与防倒防滑装置研究[D]；西安科技大学；2006年
56.张顶立,钱鸣高,翟明华,杨正华；综放工作面覆岩结构型式及矿压显现[J]；矿山压力与顶板管理；1994年04期
57.陆明心,郝海金,吴健；综放开采上位岩层的平衡结构及其对采场矿压显现的影响[J]；煤炭学报；2002年06期
58.钱鸣高,缪协兴,何富连；采场“砌体梁”结构的关键块分析[J]；煤炭学报；1994年06期
59.钱鸣高,缪协兴,许家林；岩层控制中的关键层理论研究[J]；煤炭学报；1996年03期
60.孟宪锐；贺永强；张文超；；大倾角煤层的概念及其开采特征探讨[A]；煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2006年学术年会论文集[C]；2006年
61.王国法等著.液压支架技术.煤炭工业出版社,1999,4142.
62.MT312-92,液压支架通用技术条件,中华人民共和国能源部,1993,D97.
63.MT312-2000,液压支架通用技术条件,国家煤炭工业局发布,2001,D97.
64.赵宏珠,综采面矿压与液压支架设计,北京中国矿业学院出版社,1987.
65.邢福康等,《煤矿支护手册》,煤炭工业出版社,1993.
66.中华人民共和国煤炭行业标准,MT556-1996液压支架设计规范,中国标准出版社,1996.
67.中华人民共和国煤炭行业标准,MT553-1996缓倾斜采煤工作面底板分类,中国标准出版社,1997.
68.中华人民共和国煤炭行业标准,MT550-1996大倾角液压支架技术条件,中国标准出版社,1997.
69.马维绪等,液压支架,煤炭工业出版社,1984.
70.刘尔烈等,有限单元法及程序设计,天津大学出版社,1999.
71.丁绍南,采煤工作面液压支架设计,世界图书出版公司,1992.
72.丁皓江,何福保等,弹性和塑性力学中的有限单元法,机械工业出版社,1989.
73.王进军,贾新玲,范讯.放顶煤液压支架的整架强度有限元分析.煤矿机械,2005(3)：36-38.
74.张幼振,石平五,董新发.急斜煤层综放开采中液压支架适应性分析.煤矿机械,2006.1：51-53.
75. British Standard Institution, EN1804-2 Machines for underground mines-safely requirements for hydraulic powered roof supports-Part 2:Power set legs and rams,2002.
76. S.K Das, Standardization of Powered Roof Supports for Longwall Faces, Papers and Articles, April 1997, 95-107.
77. Shi Yuanwei, Research on the Interaction Between Roof Strata and Shield Supports, 16th Conference On Ground Control in Mining 1997.
78. Thomas M, Barczak, David F Gearchart, Canopy and base load distribution on a long wall shield, Bureau of mines,1992.
79. Wang Guofa, Research on owe-type high-efficiency low-potion caving powered support and improving recovery, proceedings of the international mining tech'97 symposium shanghai/China. China coal industry publishing house,1997.
2.刘建新,刘淘.关于厚煤层开采工艺的选择\[J].煤炭工程,2003,(7)：4-6.
3.晏学功,张伟,褚廷民,等.大倾角急倾斜厚煤层采煤方法选择\[J].陕西煤炭,2001,(2)：22-25.
4.蒲文龙.大倾角厚煤层开采技术研究[D].阜新：辽宁工程技术大学,2005.
5.任世广.大倾角长壁综放开采顶煤放出体变化规律实验\[D].西安：西安科技大学,2005.(责任编辑潘启新)
6.任秉钢.中国综合机械化放顶煤开采[M].北京：煤炭工业出版社,2002.
7.王金华.我国高效综采成套技术的发展现状\[J].煤炭科学技术,2003(1).
8.陈炎光,徐永圻.中国采煤方法.中国矿业大学出版社.1991.
9.赵经彻.厚煤层现代开采体系的探索与实践.煤炭工业出版社.1998.
10.索永录.综放开采大放高坚硬顶煤预先弱化方法研究\[J].煤炭学报,2001(6).
11.靖远矿务局,西安科技学院.坚硬煤层大放高综采放顶煤开采技术研究\[R].西安：西安科技学院,2001.
12.吴健,我国综放开采技术15年回顾,中国煤炭,1999.11
13.吴键,张勇.综放采场支架-围岩关系型概念\[J].煤炭学报,2001,26(4)：350-355.
14.索永录,李得玺,李振明.综放面坚硬顶煤和顶板初次垮落控制技术\[J].西安科技学院学报,2001,21(4)：322-224.
15.索永录.坚硬煤层综放开采技术\[M].西安：陕西科学技术出版社,2001.
16.索永录.综采工作面预处理坚硬煤体研究试验\[J].西安科技学院学报,2000,20(1)：18-20.
17.杨淑华,姜福兴.综采放顶煤支架受力与顶板结构的关系探讨\[J].岩石力学与工程学报,1999,18(3)：287-290.
18.陈炎光,徐永圻.中国采煤方法.中国矿业大学出版社.1991.
19.赵经彻.厚煤层现代开采体系的探索与实践.煤炭工业出版社.1998.
20.焦洪斌,赵爱国中国长壁开采技术现代化及其在厚煤层中的应用\[J].华北科技学院学报,2004,(1)：34-37.
21.章永久.特厚坚硬煤层综合机械化放顶煤开采技术\矿山压力与顶板管理,2005(01)
22.李正昌.浅埋综采面矿压显现及其控制\矿山压力与顶板管理,2001(01).
23.李方立.大倾角坚硬顶板较薄厚煤层综放面初采常见事故及防范措施.＼煤矿开采,2005(05).
24.师幼安,索永录.坚硬煤层综放开采支架-围岩关系特点分析\西安科技学院学报,2004(02).
25.]张顶立,张文江,章永久,等.特厚坚硬煤层综合机械化放顶煤开采技术研究\中国技术专家网
26.李祥.特厚坚硬煤层综放开采技术及其应用研究\煤炭科学技术,2006(02).
27.]谢宗保,马德昌.坚硬顶板较厚煤层综采放顶煤工艺的实践\煤炭科学技术,2003(12).
28.黄国春,陈建杰.坚硬顶板、软煤、软底大倾角煤层综采开采实践\煤炭科学技术,2005(08).
29.陈万平.综采工作面坚硬顶板深孔强制爆破放顶的应用\内蒙古煤炭经济,2008(04).
30.侯忠杰,吴文湘,肖民.厚土层薄基岩浅埋煤层”支架-围岩”关系实验研究\湖南科技大学学报(自然科学版),2007(01).
31.田靖安,韩书才.急-倾斜厚煤层坚硬顶板长壁综放采场矿压及控制\煤矿开采,2006(06).
32.黄艳利,张吉雄,巨峰,等.浅埋煤层悬移顶梁支架机采面矿压规律研究\能源技术与管理,2009(04).
33.孙月,文振明,李昕,等.坚硬复合顶板煤层开采RFPA2D数值模拟\煤矿机电，2007(06).
34.刘保申,赵连刚.厚煤层综放工作面顶板压力显现规律观测与分析\煤炭技术,2007(10).
35.刘杰.特厚煤层综放工作面围岩运动的微地震监测\矿业安全与环保,2008(01).
36.吴永平.大同矿区特厚煤层综放采场矿压显现规律研究\煤炭科学技术,2008(01).
37.王进学,王家臣,陈忠辉.“两硬”浅埋深厚煤层顶煤顶板运移规律研究、采矿与安全工程学报,2006(02).
38.毕军贤,吴建亭,张忠福.综放面矿压显现规律研究\矿山压力与顶板管理,2000(02).
39.赵宝臣.厚煤层放顶煤综采工作面矿压显现分析\中国科技信息,2005(06).
40.韩战英.综放工作面开采矿压显现及支架适应性分析\科技信息,2009(19).
41.李振明,索永录,李得玺,等.坚硬煤层大放高综放面矿压显现特点\矿山压力与顶板管理,2002(03).
42.钟东虎.坚硬特厚煤层综采放顶煤液压支架研制\煤矿机械,2001(09).
43.党永.综采放顶煤开采大倾角煤层的技术措施\同煤科技,2007(02).
44.凌标灿；综放面顶板岩体稳定性地质动态评价及控制[D]；中国矿业大学(北京)；2002年
45.王向伦,邹友平；综放开采顶煤变形及破断规律的分析研究[J]；煤矿开采；2004年03期
46.刘中桥,邹吉波,汝登亚；综放开采合理顶煤高度的确定[J]；煤炭技术；2005年04期
47.王向伦,李浩荡,韩桂武；放顶煤开采工艺的三维相似模拟[J]；采矿技术；2004年02期
48.张宏伟,张文军,王新华；急倾斜厚煤层顶板运动规律与柔性掩护支架受力分析[J]；辽宁工程技术大学学报；2005年01期
49.侯庆凯；综采放顶煤采煤法合理参数的确定[J]；煤炭技术；2005年11期
50.张开智,蒋金泉,吴士良；合理放煤步距的实验研究[J]；煤炭学报；2003年03期
51.魏锦平；综放面顶煤压裂规律及成拱机理研究[D]；太原理工大学；2004年
52.康天合；顶煤冒放特性与预注水处理顶煤的理论研究及其应用[D]；中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所)；2002年
53.高召宁；急斜特厚煤层开采围岩与覆盖层破坏规律研究[D]；西安科技学院；2002年
54.邵小平；急斜煤层水平分段放顶煤开采围岩结构及其控制性研究[D]；西安科技大学；2005年
55.郑维强；急倾斜煤层综放液压支架稳定性分析与防倒防滑装置研究[D]；西安科技大学；2006年
56.张顶立,钱鸣高,翟明华,杨正华；综放工作面覆岩结构型式及矿压显现[J]；矿山压力与顶板管理；1994年04期
57.陆明心,郝海金,吴健；综放开采上位岩层的平衡结构及其对采场矿压显现的影响[J]；煤炭学报；2002年06期
58.钱鸣高,缪协兴,何富连；采场“砌体梁”结构的关键块分析[J]；煤炭学报；1994年06期
59.钱鸣高,缪协兴,许家林；岩层控制中的关键层理论研究[J]；煤炭学报；1996年03期
60.孟宪锐；贺永强；张文超；；大倾角煤层的概念及其开采特征探讨[A]；煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2006年学术年会论文集[C]；2006年
61.王国法等著.液压支架技术.煤炭工业出版社,1999,4142.
62.MT312-92,液压支架通用技术条件,中华人民共和国能源部,1993,D97.
63.MT312-2000,液压支架通用技术条件,国家煤炭工业局发布,2001,D97.
64.赵宏珠,综采面矿压与液压支架设计,北京中国矿业学院出版社,1987.
65.邢福康等,《煤矿支护手册》,煤炭工业出版社,1993.
66.中华人民共和国煤炭行业标准,MT556-1996液压支架设计规范,中国标准出版社,1996.
67.中华人民共和国煤炭行业标准,MT553-1996缓倾斜采煤工作面底板分类,中国标准出版社,1997.
68.中华人民共和国煤炭行业标准,MT550-1996大倾角液压支架技术条件,中国标准出版社,1997.
69.马维绪等,液压支架,煤炭工业出版社,1984.
70.刘尔烈等,有限单元法及程序设计,天津大学出版社,1999.
71.丁绍南,采煤工作面液压支架设计,世界图书出版公司,1992.
72.丁皓江,何福保等,弹性和塑性力学中的有限单元法,机械工业出版社,1989.
73.王进军,贾新玲,范讯.放顶煤液压支架的整架强度有限元分析.煤矿机械,2005(3)：36-38.
74.张幼振,石平五,董新发.急斜煤层综放开采中液压支架适应性分析.煤矿机械,2006.1：51-53.
75. British Standard Institution, EN1804-2 Machines for underground mines-safely requirements for hydraulic powered roof supports-Part 2:Power set legs and rams,2002.
76. S.K Das, Standardization of Powered Roof Supports for Longwall Faces, Papers and Articles, April 1997, 95-107.
77. Shi Yuanwei, Research on the Interaction Between Roof Strata and Shield Supports, 16th Conference On Ground Control in Mining 1997.
78. Thomas M, Barczak, David F Gearchart, Canopy and base load distribution on a long wall shield, Bureau of mines,1992.
79. Wang Guofa, Research on owe-type high-efficiency low-potion caving powered support and improving recovery, proceedings of the international mining tech'97 symposium shanghai/China. China coal industry publishing house,1997.