以晋邦德煤业10406智能工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟、现场观测等手段,对智能工作面矿压规律及控制效果进行分析研究。理论计算得出10406工作面基本顶为“砌体梁”结构,基本顶初次来压步距为29.5 m,周期来压步距为12.6 m.通过数值模拟分析可知,当工作面初次来压步距约30 m时,工作面开始大面积垮落,随着工作面的继续回采,当周期来压步距约13 m时,采场围岩塑性区变大,数值模拟结果和理论分析相符。现场观测表明,工作面智能化电液控液压支架平均移架时间25.5 s,平均活柱缩量2.4 cm.回采过程中基本顶来压步距与理论分析及数值模拟相吻合,支架立柱的平均载荷为30.3 MPa,支架利用率为74%,支架工作阻力发挥效果较好。

为了获得液压支架在煤炭综采工作面工作时的运动参数与工作状态,从而对其支护状态做出推断,并在必要时刻对液压支架进行人工干预以确保工作面的安全稳定,以两柱式液压支架为例,通过矢量环方程组建立液压支架姿态角矢量解算模型,最终得到了液压支架工作过程中的数学模型。根据此模型,只需得到液压支架运行时检测得到的6个姿态角,即可确定其全部运行姿态,为监测液压支架提供理论依据。