房式采空区下近距离煤层开采支架支护阻力关键参数研究

本文针对房式采空区下近距离煤层开采过程中的支架支护阻力问题进行了深入研究。研究团队基于石圪台煤矿的实际地质条件，构建了一套完整的力学模型，主要包括关键层初次破断与周期性破断的力学模型以及支架与围岩的相互作用模型。在这个过程中，他们发现以下几个核心知识点： 1. 关键层破断步距特性：研究结果显示，房式采空区下煤层开采的关键层初次破断步距与上覆留设煤柱的应力集中程度紧密相关，这意味着煤层的应力分布和上方煤柱的设置方式对支架的支撑需求有直接影响。此外，破断步距的大小还受到关键层前一次破断位置的影响，这体现了开采过程中动态变化的力学特性。 2. 理论计算示例：通过理论计算，31201综采工作面的关键层初次来压步距被确定为40.1米，前三次周期来压步距分别为20.4米、18.9米和20.8米。这些数值对于理解和预测支架在不同阶段的承载能力至关重要。 3. 支架支护阻力影响因素：与均匀分布的载荷条件相比，房式采空区下支架支护阻力的主要影响因素包括关键层承受上覆岩层集中力的位置以及初次破断时的结构形态。这提示了设计和选择支架时必须考虑这些因素，以确保支架的有效支撑。 4. 工作阻力数值：理论计算得出该工作面初次来压和前三次周期来压的合理工作阻力分别为17372千牛顿、11722千牛顿、15252千牛顿和15206千牛顿。这些数据对于优化支架的设计和施工参数具有实际指导意义。 5. 实践验证：研究结果通过与工程实例的对比，验证了理论推导的准确性和实用性。这项研究为房式采空区下近距离煤层开采的液压支架选择提供了科学依据，有助于提高矿井开采的安全性和效率。 总结来说，本文的研究成果对于理解房式采空区下近距离煤层开采中的支架支护力学行为具有重要意义，对优化支架设计、预防和控制矿压活动，保障矿井开采安全具有重要价值。