麻地梁煤矿大采高综放工作面主动式超前支护技术应用

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作者 阚磊 《工矿自动化》 北大核心 2025年第6期44-54,共11页

针对大采高综放工作面超前液压支架支护存在作业空间受限、劳动强度大等问题,以麻地梁煤矿507工作面辅助运输巷为研究对象,提出采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架的支护方案。采用TS−C1201型矿用钻孔成像仪对煤岩体内部... 针对大采高综放工作面超前液压支架支护存在作业空间受限、劳动强度大等问题,以麻地梁煤矿507工作面辅助运输巷为研究对象,提出采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架的支护方案。采用TS−C1201型矿用钻孔成像仪对煤岩体内部裂隙进行观测,结果显示507综放工作面回采巷道顶板浅部存在少量纵向裂隙,其余区域裂隙不发育,表明顶板整体完整性良好,具备实施主动式超前支护的条件。结合上述观测结果,设计锚杆(索)主动式超前支护方案:顶板采用“锚杆+锚索+钢带”联合支护,布置7根左旋无纵筋螺纹钢锚杆和3根锚索,配合M3型钢带;左帮布置4根全螺纹锚杆;右帮采用4根玻璃钢锚杆。理论计算结果表明,补强锚杆(索)主动式超前支护提升了支护系统强度,满足巷道超前段支护需求。数值模拟结果表明:507综放工作面回采期间,采用原主动式超前液压支架支护方案,超前工作面10 m范围出现明显的应力集中,垂直方向最大应力为4.5 MPa,顶板最大下沉量约为35 mm;超前工作面30 m范围,垂直方向最大应力约为5.5 MPa。采用锚杆(索)补强支护后,巷道垂直应力小幅度下降,巷道垂直应力场分布得到优化;在超前工作面10~30 m范围顶板最大下沉量无明显变化。可见,采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架可满足超前支护要求。工业试验结果表明:补强锚杆(索)受力稳定,约为81 kN;巷道顶底板及两帮最大位移分别为41,37 mm,顶板无离层现象,满足安全生产需求。 展开更多

关键词 大采高综放工作面 主动式超前液压支架支护 补强锚杆(索)主动式超前支护 辅助运输巷顶板下沉量 顶板集中应力

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基于数字孪生和深度强化学习的矿井超前液压支架自适应抗冲支护方法 被引量：2

2

作者 张帆 邵光耀 +1 位作者 李昱翰 李玉雪 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第6期23-29,45,共8页

受深部开采冲击地压等地质灾害扰动的影响,存在矿井超前支护系统自感知能力差、智能抗冲自适应能力弱、缺乏决策控制能力等问题。针对上述问题,提出了一种基于数字孪生和深度强化学习的矿井超前液压支架自适应抗冲支护方法。通过多源传... 受深部开采冲击地压等地质灾害扰动的影响,存在矿井超前支护系统自感知能力差、智能抗冲自适应能力弱、缺乏决策控制能力等问题。针对上述问题,提出了一种基于数字孪生和深度强化学习的矿井超前液压支架自适应抗冲支护方法。通过多源传感器感知巷道环境和超前液压支架支护状态,在虚拟世界中创建物理实体的数字孪生模型,其中物理模型精确展现超前液压支架的结构特征和细节,控制模型实现超前液压支架的自适应控制,机理模型实现对超前液压支架自适应支护的逻辑描述和机理解释,数据模型存储超前液压支架实体运行数据和孪生数据,仿真模型完成超前液压支架立柱仿真以实现超前液压支架与数字孪生模型虚实交互。根据基于深度Q网络(DQN)的超前液压支架自适应抗冲决策算法,对仿真环境中巷道抗冲支护进行智能决策,并依据决策结果对物理实体和数字孪生模型下达调控指令,实现超前液压支架智能控制。实验结果表明:立柱位移与压力变化一致,说明超前液压支架立柱仿真模型设计合理,从而验证了数字孪生模型的准确性;基于DQN的矿井超前液压支架自适应抗冲决策算法可通过调节液压支架控制器PID参数,自适应调控立柱压力,提升巷道安全等级,实现超前液压支架自适应抗冲支护。 展开更多

关键词 矿井智能抗冲 超前液压支架 自适应支护 数字孪生 深度强化学习 深度Q网络 DQN

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超前液压支架与围岩耦合支护系统及其适应性研究 被引量：67

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作者 王国法 牛艳奇 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第9期19-25,共7页

为解决工作面采动应力影响范围内动压巷道的支护难题,采用数值模拟和现场监测相结合的研究手段,分析采动应力影响范围和分布规律,得出了东滩煤矿深部综放工作面沿空巷道超前支承压力影响范围宽为45-68 m;榆神矿区坚硬完整围岩大断面巷... 为解决工作面采动应力影响范围内动压巷道的支护难题,采用数值模拟和现场监测相结合的研究手段,分析采动应力影响范围和分布规律,得出了东滩煤矿深部综放工作面沿空巷道超前支承压力影响范围宽为45-68 m;榆神矿区坚硬完整围岩大断面巷道超前影响距离为20-30 m,相对剧烈影响段在20 m内。提出＂低初撑、高工阻＂非等强耦合支护理念和超前支护设计原理,并采取凹凸型顶梁结构、增大移架步距、带压擦顶移架、交替迈步自移、增设调架机构等措施,使超前加强支护系统与锚网索支护系统相匹配,实现超前支护系统与围岩强度耦合、结构耦合以及稳定性耦合,增强系统适应性,达到协同支护的目的。同时,研制出适应不同开采技术条件、不同开采方式的一系列超前液压支架,并在多个矿区推广应用,取得了良好使用效果。 展开更多

关键词 采动应力 动压巷道 超前液压支架 支护系统 围岩耦合

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综放面轨道巷(沿空)端头及超前支护液压支架研制与应用 被引量：6

4

作者 李伟 辛忠玉 牟亮礼 《中国煤炭》 北大核心 2007年第6期55-56,共2页

阐述了研制综放面轨道巷端头及超前支护液压支架的意义,介绍了新型综放工作面轨道巷(沿空)端头及超前支护液支架的研制与应用情况。

关键词 轨道巷(沿空)支护 端头支护 超前支护 ZT83200/18/35端头液压支架

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超前支护液压支架的研制及应用 被引量：9

5

作者 付荣 《煤矿开采》 2007年第5期93-94,共2页

介绍了一种新型工作面巷道超前支护液压支架的原理、结构、技术特征和使用效果,为今后综采工作面巷道超前支护机械化提供一种新思路。

关键词 工作面巷道 超前支护 液压支架 应用效果

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超前支架自适应支护理论与应用 被引量：29

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作者 徐亚军 张坤 +2 位作者 李丁一 朱军 张德生 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3615-3624,共10页

针对现有超前支架反复支撑破坏巷道顶板和锚护系统问题,提出了超前支架自适应支护、转换矩阵、峰值助力概念,给出了超前支架自适应支护定义,在综合分析超前支架自适应支护基础上,建立了超前支架自适应支护理论。根据结构形式和控制方式... 针对现有超前支架反复支撑破坏巷道顶板和锚护系统问题,提出了超前支架自适应支护、转换矩阵、峰值助力概念,给出了超前支架自适应支护定义,在综合分析超前支架自适应支护基础上,建立了超前支架自适应支护理论。根据结构形式和控制方式的不同,将超前支架自适应支护分为支护阻力自适应、支护姿态自适应、支护方式自适应3种形式。结合具体结构特点,对上述3种自适应形式进一步进行了区分,将支护阻力自适应分为初撑力分布形式自适应、支护阻力和初撑升降柱自适应,将支护姿态自适应分为顶梁姿态自适应和整体支护状态自适应,将支护方式自适应分为移架方式自适应和行走方式自适应,介绍了每种形式自适应支护原理及其实现方法;采用线性代数理论建立了自适应性顶梁结构量化关系,基于液压传动与控制原理给出了支护阻力自适应控制方法,利用AMESim软件构建了立柱位置和压力控制回路仿真模型并进行了仿真,采用运动学原理分析了螺旋推进器行走部的超前支架的自适应移架方式与具体行走方法。试验结果表明,自适应结构和装置大幅提升了支架适应能力,有效地解决了超前支架与巷道顶板和锚护系统协调匹配性难题,提高了超前支架适应巷道围岩变化能力。 展开更多

关键词 自适应支护 转换矩阵 超前巷道 液压支架 螺旋推进器

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全方位行走式超前液压支架研究 被引量：14

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作者 徐亚军 张德生 李丁一 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期161-166,共6页

为了解决现有超前液压支架移架过程中反复支撑破坏巷道顶板和锚网支护系统问题,研制了基于螺旋推进器的全方位行走式超前液压支架,采用换位前移的方式进行移架,避免了现有超前液压支架顺序前移带来的反复支撑问题。分析了现有超前支架... 为了解决现有超前液压支架移架过程中反复支撑破坏巷道顶板和锚网支护系统问题,研制了基于螺旋推进器的全方位行走式超前液压支架,采用换位前移的方式进行移架,避免了现有超前液压支架顺序前移带来的反复支撑问题。分析了现有超前支架存在的问题,介绍了全方位行走式超前液压支架的移架方式,阐述了该种支架的具体结构特点,研究了其力学特性,建立了相关运动学方程,给出了具体算例,为全方位行走支架的行走参数确定提供了理论依据。结果表明:该型支架结构简单、操作方便、行走可靠,仅需改变左右侧螺旋推进器的旋转方式,即可实现前移、后退、侧移和旋转等移动功能,可以解决现有超前液压支架顺序前移带来的破坏巷道顶板和锚网支护系统难题。 展开更多

关键词 液压支架 超前支护 反复支撑 超前巷道 螺旋推进器

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综采工作面巷道超前液压支架选型设计及展望 被引量：43

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作者 郭继圣 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第11期30-35,共6页

针对我国巷道超前液压支架支护技术存在设计标准缺失、对顶板反复支撑、运输巷道配套复杂等技术难题,采用理论分析、数值模拟等方法对巷道超前段支护参数、架型设计、配套方式等进行分析。研究结果表明:由于巷道超前段受重复采动及锚杆... 针对我国巷道超前液压支架支护技术存在设计标准缺失、对顶板反复支撑、运输巷道配套复杂等技术难题,采用理论分析、数值模拟等方法对巷道超前段支护参数、架型设计、配套方式等进行分析。研究结果表明:由于巷道超前段受重复采动及锚杆、锚索支护的影响,可以采用现场实测与数值模拟相结合的方法确定合理的巷道超前支护距离与支护强度。基于不同的巷道断面尺寸及支护要求,一般选择四连杆式或伸缩杆式超前液压支架,前者具有抗弯、抗扭性强的优点,适用于大断面巷道,而后者则具有结构简单、质量轻等优点,更适用于小断面巷道。巷道超前液压支架是大型巷道超前支护的主要发展方向,但仍然存在对顶板反复支撑破坏、配套空间狭窄等技术难题。 展开更多

关键词 巷道超前支护 超前液压支架 架型结构 设备配套

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下分层综采工作面两巷超前与端头液压支架的研制与应用 被引量：8

9

作者 刘忠远 李兴庆 《煤矿开采》 北大核心 2011年第2期73-76,共4页

介绍了国内下分层综采工作面端头及超前支护状况以及存在的问题,通过调研、方案设计、结构设计、受力分析、理论计算、矿压分析、加工制造,完成了下分层综采工作面两巷超前与端头液压支架的研制及现场应用,取得了较好的经济和社会效益... 介绍了国内下分层综采工作面端头及超前支护状况以及存在的问题,通过调研、方案设计、结构设计、受力分析、理论计算、矿压分析、加工制造,完成了下分层综采工作面两巷超前与端头液压支架的研制及现场应用,取得了较好的经济和社会效益。该配套装备既适应下分层综采工作面,也适应普通综采工作面,具有较好的推广应用前景。 展开更多

关键词 下分层 综采工作面 超前支护 端头支护 液压支架

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ZTQ型超前巷道气垫液压自移支架的研究 被引量：3

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作者 孙守山 范韶刚 +1 位作者 张国华 温大为 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 1996年第12期16-20,共5页

介绍了回采工作面超前巷道端头支护新技术以及气（水）垫液压自移支架的结构特点、工作原理。

关键词 超前巷道 液压支架 气垫 自移式支架 巷道支护

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兖州矿区综放面端头及两巷超前液压支架研制与应用 被引量：14

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作者 张崇宏 《煤矿开采》 北大核心 2010年第3期80-81,21,共3页

针对综放工作面端头及两巷采用传统单体支柱支护方式所存在的安全与效率问题,兖矿集团研发了成套综放工作面端头及两巷超前支护液压支架,从而实现了综放工作面端头及两巷超前支护的机械化。阐述了该项技术所包括的端头及两巷超前支护液... 针对综放工作面端头及两巷采用传统单体支柱支护方式所存在的安全与效率问题,兖矿集团研发了成套综放工作面端头及两巷超前支护液压支架,从而实现了综放工作面端头及两巷超前支护的机械化。阐述了该项技术所包括的端头及两巷超前支护液压支架的设计要求、结构特点、试验与改进途径。并就应用推广前景做了分析。 展开更多

关键词 超前支护 液压支架 结构特点 试验

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排式顶梁端头液压支架组在煤矿支护中的应用研究 被引量：7

12

作者 唐际华 《中国煤炭》 北大核心 2012年第7期66-68,76,共4页

介绍了采煤工作面端头支护及巷道超前支护所用的支架形式特点,研究了既可以应用在采煤工作面端头支护和端头支架前方巷道超前支护,又可以在有端头支架的综采工作面独立用于巷道超前支护的排式顶梁端头液压支架组。该支护形式具有控制顶... 介绍了采煤工作面端头支护及巷道超前支护所用的支架形式特点,研究了既可以应用在采煤工作面端头支护和端头支架前方巷道超前支护,又可以在有端头支架的综采工作面独立用于巷道超前支护的排式顶梁端头液压支架组。该支护形式具有控制顶板能力强、运输安装方便快捷、支柱的选择范围大、支架宽度和长度灵活改变以及能够实现大行程方案设计等特点。 展开更多

关键词 排式顶梁端头液压支架组 端头支护 巷道超前支护

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迈步分体式超前支护支架的研制与应用 被引量：28

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作者 闫殿华 周凯 王本林 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第5期81-83,87,共4页

针对综采工作面回风巷顶板采用传统单体支柱支护方式落后的现状,根据中煤能源集团平朔矿区的地质特点,研究开发了ZFDC26500/22/43型迈步分体式超前支护支架组,该支架采用中置式窄型四连杆机构降低了阻风面积,采用邻架电液控制和迈步推... 针对综采工作面回风巷顶板采用传统单体支柱支护方式落后的现状,根据中煤能源集团平朔矿区的地质特点,研究开发了ZFDC26500/22/43型迈步分体式超前支护支架组,该支架采用中置式窄型四连杆机构降低了阻风面积,采用邻架电液控制和迈步推移方式实现超前支架机械化推移,设计三维空间自由旋转度旋转的特殊防倒机构,提高了支架可靠性。工业性试验结果表明:该支架很好地控制了回风巷出口30 m的围岩变形,较好地保持了回风巷出口断面的完整性,完全取代了传统的单体支柱支护,为工人和行车设备提供了安全作业空间。 展开更多

关键词 回风巷 液压支架 超前支护 综采工作面 电液控制系统

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付村煤矿综放工作面回采巷道超前支架支护实践 被引量：31

14

作者 徐亚民 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第7期35-37,84,共4页

为了解决付村煤矿综放工作面回采巷道超前支护难题,研制了ZTZLC28000/25/50型超前支护液压支架。介绍了该超前支护液压支架的基本结构、工作原理、技术特征、主要技术参数和该超前支护液压支架在枣庄矿区付村煤矿3上1002综放工作面材料... 为了解决付村煤矿综放工作面回采巷道超前支护难题,研制了ZTZLC28000/25/50型超前支护液压支架。介绍了该超前支护液压支架的基本结构、工作原理、技术特征、主要技术参数和该超前支护液压支架在枣庄矿区付村煤矿3上1002综放工作面材料巷的应用情况。结果表明,采用该超前支护液压支架进行回采巷道超前支护,两帮移近量平均26 mm,顶板下沉量18 mm,比未采用巷道超前液压支架前分别减小215 mm和126 mm,可以有效防止巷道超前支护段冒顶事故的发生,提高人员作业的安全性,加快工作面推进速度,实现综放工作面的安全高效生产。 展开更多

关键词 综放工作面 回采巷道 超前支护液压支架 围岩控制 锚网梯支护

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工作面顺槽超前液压支架的研制及应用 被引量：24

15

作者 罗文 《煤炭工程》 北大核心 2009年第11期98-99,共2页

文章论述了即能满足工作面超前支护,又能实现取消普通超前单体支护的一种新型工作面巷道超前液压支架的原理、结构、技术特征和使用效果,为今后综采工作面巷道超前支护机械化提供一种新思路。

关键词 超前液压支架 超前支护 应用

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回风巷超前支护支架组电液控系统的设计与应用 被引量：7

16

作者 宋涛 《液压与气动》 北大核心 2014年第8期128-130,共3页

针对传统综采面顺槽超前支护主要用单体液压支柱出现的问题,介绍了在神东地区使用的ZFDC35400/27/47型回风巷超前支护支架组的主要技术参数和技术特点,完成了支架组电液控制系统的设计。分析了该支架组的液压系统原理及电控元部件的选用... 针对传统综采面顺槽超前支护主要用单体液压支柱出现的问题,介绍了在神东地区使用的ZFDC35400/27/47型回风巷超前支护支架组的主要技术参数和技术特点,完成了支架组电液控制系统的设计。分析了该支架组的液压系统原理及电控元部件的选用,应用结果证明该支架使用情况良好,事故发生率减少并提高工作效率。 展开更多

关键词 超前支护 液压支架 电液控制

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综掘面临时支护支架组液压控制系统的设计 被引量：4

17

作者 郭文孝 《煤炭工程》 北大核心 2015年第9期28-30,共3页

综掘面临时支护支架组是配套综掘机进行掘进的短壁工作面机械化支护设备,在掘进时对顶板进行临时支护。介绍了综掘面临时支护支架组的主要技术参数、液压控制系统的特点和组成以及功能和操作原理,经实践证明该系统设计合理、稳定可靠、... 综掘面临时支护支架组是配套综掘机进行掘进的短壁工作面机械化支护设备,在掘进时对顶板进行临时支护。介绍了综掘面临时支护支架组的主要技术参数、液压控制系统的特点和组成以及功能和操作原理,经实践证明该系统设计合理、稳定可靠、提高了工作效率,保证了人员与设备的安全。 展开更多

关键词 综掘面临时支护 支架组 液压控制系统 超前支护 单体支柱

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8.8m大采高迈步超前支护支架组电液控系统设计 被引量：3

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作者 崔东亮 闫殿华 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期152-155,共4页

根据8.8 m高工作面的巷道设备结构特点,研制了8.8 m大采高迈步超前支护支架组,分析了支架组的结构组成、技术特点,重点研究了其电液化控制系统的设计及技术实现方式。该超前支架组的研制,从结构布置、控制系统等都达到了高效支架的性能... 根据8.8 m高工作面的巷道设备结构特点,研制了8.8 m大采高迈步超前支护支架组,分析了支架组的结构组成、技术特点,重点研究了其电液化控制系统的设计及技术实现方式。该超前支架组的研制,从结构布置、控制系统等都达到了高效支架的性能要求,实际使用中也大幅降低了工人劳动强度,增强煤矿生产效率。 展开更多

关键词 超前支护 控制系统 液压支架 8.8 m大采高

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综采沿空巷道非等强度耦合支护动态特性研究

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作者 韩春福 王小华 +1 位作者 李昭宇 徐森 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期353-359,共7页

煤矿井下工作面开采扰动对于综采沿空巷道超前支护的影响显著,因此,基于FLAC3D软件建立数值模型,输入符合采煤机开采扰动的应力波模拟工作面开采,解算横纵向联合非等强度耦合支护策略下顶板采空区侧与实体煤侧监测点数值仿真结果,从位... 煤矿井下工作面开采扰动对于综采沿空巷道超前支护的影响显著,因此,基于FLAC3D软件建立数值模型,输入符合采煤机开采扰动的应力波模拟工作面开采,解算横纵向联合非等强度耦合支护策略下顶板采空区侧与实体煤侧监测点数值仿真结果,从位移、应力两个方面的动态响应进行对比分析,研究结果表明:工作面开采扰动所形成的应力波随着距离增加而减弱,在距离工作面端20 m左右工作面开采扰动影响较低,采空区侧监测点垂直方向位移、应力变化更大,实体煤侧监测点水平方向位移、应力变化更大,波动处于合理范围内,验证了横纵向联合非等强度耦合支护策略控制工作面开采扰动工况下巷道顶板的可行性。研究结果可为开采扰动情况下沿空巷道稳定控制提供参考。 展开更多

关键词 超前液压支架 耦合支护 FLAC3D 数值模拟 动态特性

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大采高垛式液压支架设计 被引量：5

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作者 曹连民 燕明伟 +3 位作者 孙士娇 张震 朱志元 刘冰 《工矿自动化》 北大核心 2017年第11期90-93,共4页

针对榆林矿区某矿大采高综采工作面回风巷采用超前支架、单体支柱或木垛进行超前支护存在支护效果差、支护速度慢、支护成本高、工人劳动强度大等问题,设计了一种大采高垛式液压支架。对该支架在顶梁偏载与底座扭转、顶梁扭转与底座集... 针对榆林矿区某矿大采高综采工作面回风巷采用超前支架、单体支柱或木垛进行超前支护存在支护效果差、支护速度慢、支护成本高、工人劳动强度大等问题,设计了一种大采高垛式液压支架。对该支架在顶梁偏载与底座扭转、顶梁扭转与底座集中载荷、顶梁集中载荷与底座偏载3种工况下进行有限元分析,通过分析应力云图和变形云图发现该支架整体受力均匀,无明显应力集中现象,且支架未出现较大变形;对该支架进行现场测试,结果表明,该支架支护作用下的巷道围岩变形量小,有效保证了工作面巷道的安全。 展开更多

关键词 煤炭开采 超前支护 液压支架 垛式液压支架 大采高液压支架

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