大倾角煤层走向长壁开采支架稳定性力学分析
2019-10-21罗生虎伍永平解盘石王红伟
煤炭学报 2019年9期
关键词:支架
罗生虎,伍永平,解盘石,王红伟,张 浩
(1.西安科技大学 理学院,陕西 西安 710054; 2.西安科技大学 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西 西安 710054; 3.西安科技大学 能源学院,陕西 西安 710054)
大倾角煤层是指埋藏倾角为35°~55°的煤层,是国内外采矿界公认的难采煤层,广泛分布于我国各大矿区,已探明储量为1 800亿~3 600亿t,产量约为1.5亿~3亿t,分别占全国煤炭储量和产量的10%~20%和5%~8%[1]。在大倾角煤层走向长壁开采中,支架的倾倒、下滑现象时有发生,对支架的稳定性控制是大倾角煤层安全、高效开采亟待解决的关键问题之一[2]。
在大倾角煤层开采中,受煤层倾角影响,围岩的变形、破坏和运移及所形成围岩结构的空间形态等均呈现出非对称特征[3-6],支架在顶底板岩层、煤壁、矸石和相邻支架等因素影响下始终处于一个非均衡的复杂受力环境中,造成在大倾角煤层开采中对支架的稳定性控制异常复杂[2,7-8]。近年来,已有众多学者对大倾角煤层走向长壁开采中的围岩运移规律与支架受载特征[9-11]、架间推压及其累积效应[8,12-13]、“支架-围岩”系统耦合作用机理与失稳致灾机制[14-15]等方面展开了研究和探索,给出了支架稳定-失稳的判断准则和支架保持稳定临界工作阻力的计算方法,提出了液压支架防滑放倒的技术措施,并付诸实践,推动了大倾角煤层长壁开采支架稳定性控制理论与技术的不断进步。但已有关于支架稳定性控制的理论研究主要是在不考虑底板变形(将底板假设……
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