超大采高液压支架与围岩耦合分析及稳定性控制

"王国法，庞义辉，李明忠等人在《煤炭学报》2017年第2期上发表的论文《超大采高工作面液压支架与围岩耦合作用关系》深入探讨了在8.2米超大采高工作面中，液压支架与围岩之间的相互作用及控制策略。他们针对金鸡滩煤矿的特定地质条件，提出了一次采全厚的开采方案，并设计了ZY21000/38/82D型超大采高液压支架系统。" 在超大采高工作面，液压支架与围岩的耦合关系是决定开采安全和效率的关键因素。文章分析了三方面的耦合关系：强度、刚度和稳定性。强度方面，液压支架需能承受巨大压力，保持自身不破坏；刚度涉及支架对围岩变形的抵抗能力，需要保持适当以避免过早的结构失效；稳定性则关乎整个开采过程中的动态平衡，防止支架失稳导致事故。 作者通过理论分析和数值模拟，提出了“双因素”控制法来确定超大采高液压支架的工作阻力，这考虑了支架与围岩相互作用的双重影响。此外，他们还建立了脆性坚硬煤层煤壁片帮的“拉裂-滑移”力学模型，以计算出防止煤壁片帮滑移失稳的临界护帮力，从而确保煤壁的稳定。 销轴铰接间隙对液压支架的稳定性具有显著影响。过大或过小的间隙可能导致支架动作不协调，降低稳定性。论文详细讨论了这一问题并给出了相应的控制方法。为增强稳定性，研究人员创新设计了大缸径抗冲击双伸缩立柱和三级协动护帮装置，这些新结构有效地增强了液压支架与围岩系统的整体稳定性。 该研究对于超大采高综采技术的发展具有重要意义，为解决超大采高工作面的工程问题提供了理论依据和实践指导，特别是在复杂地质条件下提高煤炭开采的安全性和经济性。关键词包括：8.2米超大采高综采，支架与围岩耦合关系，工作阻力，煤壁片帮，稳定性控制。此研究得到国家重点基础研究发展计划(973)资助项目的支持。