综放采场煤岩复合结构力学模型及支架控制研究

"综放采场围岩复合结构力学模型及其控制研究 (2003年)" 是一篇关于综合机械化放顶煤开采过程中围岩控制的科研论文。作者通过研究综放采场的顶煤冒放形式和顶板移动结构，提出了5种不同的煤岩复合结构，并构建了相应的力学模型，以更精确地理解和预测采场的支架载荷。 1. **煤岩复合结构**： - 拱-拱组合模型：适用于顶部煤层稳定，能形成稳定的拱形结构的采场。 - 拱-砌体梁组合模型：适用于顶板有部分垮落，形成类似砌体梁的结构。 - 拱-传递岩梁组合模型：当顶板岩石能够传递载荷，形成一种传递结构时适用。 - 台阶悬臂-砌体梁组合力学模型：用于顶板呈现台阶状，且煤层下部有支撑物的情况。 - 台阶悬臂-悬臂梁组合力学模型：在台阶状顶板下，煤层无明显支撑物，形成悬臂梁的状态。 2. **力学模型与控制方程**： 作者基于这些复合结构建立了相应的力学模型，并推导出控制方程，用于计算支架的载荷。这些模型考虑了不同顶板和煤层条件，能够更准确地分析支架与围岩之间的相互作用。 3. **支架载荷计算与安全性**： 论文通过10个不同条件的综放工作面实例，对比计算值与实测值，发现计算值的安全系数为1.06，这表明基于煤岩复合结构力学模型计算支架载荷的方法比简单的岩重计算更为安全可靠。 4. **理论应用**： 提出的模型为综放采场的围岩控制提供了理论基础，有助于优化支架的工作阻力设定，从而有效控制采场的围岩运动，确保安全生产。 5. **实际案例**： 论文中还详细介绍了如何根据综放采场的煤岩结构力学模型计算支架载荷的实际操作方法，进一步证明了模型的实用性和有效性。 关键词：综合机械化放顶煤开采，围岩，复合结构，力学模型，支架载荷，控制。 这篇论文的贡献在于填补了综放开采领域中关于支架载荷计算的理论空白，为提高采场稳定性，减少安全事故提供了科学依据，对于我国特厚煤层的高效安全开采具有重要意义。