深井长工作面支护压力特征与分区协同控制技术

"深井厚煤层长工作面支护应力特性及分区协同控制技术的研究论文，探讨了智能高效长壁综采中工作面长度增加带来的矿压显现变化和支护挑战。通过现场实测和理论计算，研究了淮南口孜东煤矿千米深井的长工作面应力变化，发现随着工作面延长，支护应力呈现多峰值并扩展至两端，同时存在明显的区域时序性和强度差异。特别地，当工作面长度达到300米时，就可能出现超长工作面的多峰值特征，这可以用作超长工作面的判断依据。" 在深井厚煤层的长工作面开采中，工作面长度的增加显著影响了矿压显现，导致液压支架的控制难度增大。论文中，研究人员对淮南口孜东煤矿121304工作面进行了深入研究，建立了一个基于弹性独立支座的液压支架群组支护力学模型，揭示了深井超长工作面的支护应力特性。通过理论计算和现场数据对比，研究发现，工作面支护应力从单一峰值转变为多个峰值，且压力分布向工作面两端扩散。此外，不同区域的压力显现存在明显的先后顺序和强度差异。 针对深井环境中的低强度顶板问题，研究指出，工作面长度只需300米就可能导致超长工作面现象，表现为“M”型三峰值的支护应力模式。这一特征有助于确定合理的工作面长度，需综合考虑煤层条件、工作面参数和设备能力。论文进一步提出了基于液压支架的空间和功能属性，结合长工作面分区的特点，分析了超长工作面的判断标准和群组分区协同控制原理。 为了应对这些挑战，研究提出了一种基于状态误差和代价函数的装备群组协同控制方法，制定了“单架控制→组控制→群控制”的三级协同控制策略。这种方法旨在实现深井厚煤层超长综采工作面装备的最佳协调控制，为实际开采提供了有效的指导。 这篇论文详细探讨了深井长工作面的支护应力变化规律和协同控制技术，对于优化开采过程、提高开采效率和保障矿山安全具有重要意义。通过深入理解这些特性，可以更好地设计和实施有效的支护方案，降低开采风险，提升煤炭开采的智能化水平。