放顶煤液压支架技术问题浅析
放顶煤液压支架技术问题浅析
【摘 要】本文分析了放顶煤液压支架经常出现拔后柱现象和支护强度的确定方法,并针对拔后柱现象提出相应的防止措施,大大提高其支护性能。
【关键词】支架;防止措施
液压支架的支护强度和拔后柱是液压支架的最主要技术问题,支护强度主要取决于工作面顶板条件[1],煤层埋藏深度和采高因素。放顶煤支架支护强度的确定与普通支架支护强度的确定有较大的区别。另外,四柱放顶煤支架在使用中经常出现前柱受力大,后柱受力小,甚至有拔后柱现象,影响工作面正常推进。研究认为顶板压力载荷集中点超前煤壁,支架前方压力大是造成拔后柱现象的主要原因,同时放煤尾梁机构对支架稳定性也有很大影响。
1 根据断裂角确定放顶煤支架支护强度
在顶煤强度比较高和节理,裂隙不发育时、顶煤能有效地将顶板下沉传递给支架,支架除了承担顶煤和顶板的部分重量外(给定载荷),还要承担顶板来压时的动载,即支架允许形成平衡结构的顶板有一定的弯曲变形[2]。
假设:①直接顶在煤壁处断裂,断裂点随层位的升高向采空区方向移动(这种情况对支架的受力最不利);②断裂点过渡到控顶区以外的岩层垮落时对支架无支架影响(图1所示)。
对支架有直接影响的岩层范围可用下式计算,即:
(1-1)
式中:H___对支架有直接影响的岩层厚度(m );
L___有效控顶距(m );h1___顶煤厚度(m );
___顶煤断裂角(°); ___顶板断裂角(°)。
由上式可以看出,当煤层厚度和控顶距一定时,对支架承载有直接影响的上覆岩厚度,主要取决于岩层的断裂角和顶煤的断裂角,顶板断裂角越大,对支架产生支架影响的岩层范围也就越大。(见表1)
由表1 可以看出,工作面对支架有直接影响的岩层厚度H 为煤层厚度M 的
1.2~2.3倍,这部分岩层位于垮落带内,其中包括不规则垮落和部分规则垮落带顶板。该范围内的顶板对支架载荷产生直接影响,并对支架施加静载荷qj ,即: (1-2)