大采高工作面支架载荷与采厚效应的深入分析

本文主要探讨了大采高工作面支架载荷的采厚效应在小保当煤矿2-2煤层的应用。针对该煤层的特点，研究者采用物理相似模拟和数值模拟实验的方法来深入理解工作面顶板的运移规律以及支架的工作阻力。2-2煤层位于陕西榆神矿区，具有显著的矿压显现，特别是大采高条件下，煤壁稳定性问题频发，如片帮、冒顶、压架和倒架，这限制了大采高综采技术的广泛应用。 研究发现，随着采高的增加，煤壁前方的应力集中现象加剧，特别是在6.5米以上的大采高情况下，这一现象更为明显。这意味着支架需要承受更大的载荷。平均支架载荷随采高的提升而上升，且支架载荷的均方差增大，表明载荷分布更加离散，这对支架设计和选择提出了更高的要求。支架工作阻力的合理确定对于保证工作面的安全高效生产至关重要，它是支架科学选型的基础。 实验中，研究者构建了7.5米和5.0米两种不同采高的物理相似模拟实验架，利用西安科技大学的重点实验室设备进行数据采集，通过模拟真实开采条件下的支架受力情况。模型几何相似性被保持在200的比例，确保实验结果的准确性。实验过程中，通过精确控制边界效应，模拟了不同采高工作面的真实动态。 这项研究对于小保当煤矿大采高综采面支架载荷与采高的关系提供了关键的数据支持，有助于优化支架设计，提高支架的工作效率，降低事故风险，从而推动大采高综采技术在实际生产中的应用和改进。通过对2-2煤层的大采高工作面进行深入研究，可以为其他类似矿井的支架选择和矿压控制提供宝贵的经验和指导。