孤岛工作面回采期间的强矿压问题一直以来是制约孤岛工作面安全高效生产的主要因素。8102孤岛工作面为同忻矿特厚煤层高强度综放工作面,为解决工作面可能面临的强矿压问题,提高工作面回采效率,应用ABAQUS软件对8102孤岛工作面回采期间矿压规律进行了研究,运用悬臂梁理论计算了工作面回采期间支架所应满足的最小工作阻力,并依此确定了工作面合理的综放液压支架型号。研究结果表明,回采期间工作面最大垂直应力可达27.42 MPa,应力集中系数为2.61;8102孤岛工作面周围采空区未充分采动,工作面回采可能面临着强冲击矿压的风险;理论计算得出液压支架工作阻力应不低于20866.4 kN,最终确定同忻矿8102孤岛工作面选用ZF21000/27.5/42型大采高放顶煤液压支架。

为了更好的促进矿井生产,在对5号煤层顶板岩性、厚度等进行综合分析基础上,对顶板类型进行了划分,并从液压支架支护阻力、支架顶梁与顶板接触情况、工作面煤壁片帮以及运输巷漏顶等方面对矿压显现进行综合分析。根据矿压监测结果,建议适当提高工作面支架的支撑强度及支护阻力。通过理论计算分析以及矿压监测数据,条件下,采煤工作面液压支架的合理支护强度应在1.35MPa以上。

一、问题的提出金属支柱与金属顶梁目前仍是采煤工作面支护的重要手段,减轻其重量直接关系到工人操作及劳动强度。要求在保证安全的情况下,最大限度地减轻支柱的重量,这是设计人员对支柱强度及稳定问题计算日益关注的原因。

兖州矿业（集团）公司机械制修厂研制出一一套机载临时支护装置,简单改造掘进机截割部销轴即可把它安装在悬臂式掘进机上,随掘进机一起向前推进。操作人员不进入空顶区作业,消除了安全隐患,在兖州矿区获得了良好的应用。

为解决超长工作面回采过程中出现的剧烈矿压显现问题,以魏墙煤矿400m超长工作面为工程背景,通过类比分析陕北地区数个煤矿超长工作面液压支架基本参数,结合载荷估算法、FLAC3D数值模拟和普式拱理论等方法综合确定液压支架支护强度和工作阻力。利用现有300 m工作面液压支架压力监测数据,校核修正超长工作面主要参数,并进行300 m工作面和400 m超长工作面的经济效益和优缺点对比分析。结果表明,400 m超长工作面选用的液压支架支护强度应不低于1.2 MPa,工作阻力不低于17 000 kN,可实现顶板稳定性控制,具有减小巷道掘进工程量、提高综采工作面工效、解决采掘接续难题等显著优点,可满足年产700万t煤炭资源的开采要求,具有良好的经济效益和社会效益。

为提升综采工作面的生产安全性,保证其生产效率,选择与其相匹配的液压支架是十分重要的。在对14号煤层所属工作面地质、煤层等条件分析的基础上,采用经验公式、理论计算等方式对液压支架工作阻力、支护强度关键参数进行估算,并最终确定液压支架的型号。最后,通过实践生产验证了所选型液压支架在综采工作面的适用性较强,即可满足实际生产的需求。

针对两柱放顶煤液压支架在使用过程中出现顶梁承载状态异常现象,采用三维软件绘制出ZFY8000/18/37D型支架模型,分析支架顶梁立柱承载区、平衡千斤顶受压承载区和受压承载区;构建支架平面力学模型,计算支架顶梁承载方程、合力作用点位置方程、立柱承载区方程、平衡千斤顶受压承载区方程和受拉承载区方程,通过现场数据验证其算法的合理性,得出结论:支架立柱工作阻力和平衡千斤顶能够直接影响支架承载能力;支架立柱固定点不能影响支架顶梁承载能力,但是能够影响顶梁"三区"的位置及大小;所推导的计算支架顶梁承载能力的算法与现场数据很贴切,对支架顶梁承载状态分析有一定的指导意义。

为进一步提升综采工作面的生产效率、自动化水平和安全性,以提升综采设备的稳定性为实现基础。以保兴煤矿11073运输巷工作面为例,在研究其顶底板地质条件的基础上,重点对采煤机和液压支架在工作状态、初撑状态和自由状态下的稳定性进行分析,并针对性地提出防倒防滑措施,为今后保证急倾斜综采工作面的安全、高效、自动化生产奠定理论基础。

为缓解矿井采掘接续紧张问题,以晋华宫矿7-1^(#)层8501工作面为背景,根据巷道地质条件及煤岩力学性能,提出沿空留巷技术方案,采用理论方法计算出切顶高度及角度,并对液压支架工作阻力进行监测。结果表明:采用切顶沿空留巷技术后,切缝一侧的来压强度最小,支架所承受的最大工作阻力为35.5 MPa,比未切缝一侧约减小12.8%,卸压效果较好,可以有效降低来压强度。

以赵固二矿14030工作面作为研究工程背景,对大采高工作面煤层赋存条件、开采条件及矿压显现规律进行研究,分析工作面支架与围岩相互作用关系。通过工程实际条件结合采高容重法、实测统计法、顶板载荷估算等分析方法,确定工作面液压支架初撑力及工作阻力,并结合现场实测数据确定了液压支架工作阻力。