一種大傾角仰採面液壓支架走向穩定性方法

2023-05-18 12:19:41

專利名稱：一種大傾角仰採面液壓支架走向穩定性方法
技術領域：
本發明涉及一種煤礦綜採面液壓支架穩定性方法，特別是一種大傾角仰採面液壓支架走向穩定性方法。
背景技術：
目前我國已探明的大傾角煤層儲量佔全國煤炭總儲量的17%左右，主要賦存於我國西部地區和東部沿海地區。對於大傾角綜採面，保障綜採設備穩定性是工作面安全高效生產的重要前提，而液壓支架佔整套設備總重80%、成本60%以上，所以，液壓支架的穩定性是大傾角煤層綜採需考慮的重要問題，同時工作面在傾向角度較大的情況下，還面臨著大角度俯採、仰採影響，對液壓支架的穩定性又提出了更為嚴格的要求。我國大傾角煤層的煤炭儲量約佔總儲量的近1/5，產量卻不到全國煤炭產量的1/10，其主要原因是大傾角綜採面支架一圍巖事故頻發，尤其是液壓支架倒架事故，導致重大安全隱患甚至引發人員傷亡事故，處理事故時工人勞動強度高、工時材料消耗大，嚴重影響工作面的正常生產以及作業人員的安全。因此，對液壓支架的穩定性進行準確地計算分析，從而制定出針對性的有效措施，是保證大傾角煤層安全高效開採的關鍵。而已有液壓支架穩定性分析方法未考慮工作面傾向角度對大傾角仰採工作面時液壓支架走向穩定性的影響，導致計算結果偏大，結果在實際生產中未及時採取有效措施，造成仰採時液壓支架發生走向傾倒，嚴重影響礦井的安全生產。

發明內容
技術問題:本發明的目的是克服已有計算方法中的不足之處，提供一種準確、簡單、可靠、實用的大傾角仰採工作面時液壓支架走向穩定性方法。技術方案:本發明的目的是這樣實現的:液壓支架走向穩定性方法，按照以下步驟進行:
(1)以單個液壓支架為基準，分析影響液壓支架走向穩定性的因素；
以單個液壓支架為基準，不考慮工作面輸送機、採煤機及鄰架對液壓支架穩定性的影響，液壓支架走向穩定性的影響因素包括:工作面傾向角度和走向角度、液壓支架的重心位置、重力、頂梁、前梁及底座長度參數、液壓支架工作阻力、頂板對支架的作用力、底板對支架的支撐力、頂底板與支架間的摩擦力；
(2)建立液壓支架在自由狀態下的走向仰採傾倒力學模型，得出液壓支架在自由狀態下走向仰採臨界傾倒角的計算公式；
建立液壓支架在自由狀態下的走向仰採傾倒力學模型，仰採時支架在自由狀態下處於走向傾倒失穩臨界狀態時滿足:
GiAiH-G7A3L = O(9)
式中 一支架高度，單位為:m;
L 一支架底座長度，單位為:m ；』! 一支架重心高度係數，即重心高度I與支架高度A比值；
』2 一支架重心長度係數，即重心距離支架底座尾部的長度Z與支架底座長度Z的比
值；
G2 一液壓支架重力G沿垂直工作面底板方向上的分力(
權利要求
1.一種大傾角仰採面液壓支架走向穩定性方法，其特徵是:液壓支架走向穩定性方法，按照以下步驟進行: (1)以單個液壓支架為基準，分析影響液壓支架走向穩定性的因素； 以單個液壓支架為基準，不考慮工作面輸送機、採煤機及鄰架對液壓支架穩定性的影響，液壓支架走向穩定性的影響因素包括:工作面傾向角度和走向角度、液壓支架的重心位置、重力、頂梁、前梁及底座長度參數、液壓支架工作阻力、頂板對支架的作用力、底板對支架的支撐力、頂底板與支架間的摩擦力； (2)建立液壓支架在自由狀態下的走向仰採傾倒力學模型，得出液壓支架在自由狀態下走向仰採臨界傾倒角的計算公式； 建立液壓支架在自由狀態下的走向仰採傾倒力學模型，仰採時支架在自由狀態下處於走向傾倒失穩臨界狀態時滿足:
全文摘要
一種大傾角仰採面液壓支架走向穩定性方法，屬於煤礦綜採面液壓支架穩定性方法。步驟如下(1)以單個液壓支架為基準，分析影響穩定性的因素；(2)建立液壓支架在自由狀態下的走向仰採傾倒力學模型，得出仰採臨界傾倒角的計算公式；(3)代入工作面的開採條件和液壓支架相關參數，得出仰採臨界傾倒角和向穩定性狀態；(4)建立液壓支架在工作狀態下的走向仰採傾倒力學模型，得出仰採臨界傾倒角的計算公式；(5)代入工作面的開採條件和液壓支架相關參數，得出仰採臨界傾倒角和穩定性狀態，為工作面回採時應及時採取液壓支架防倒措施提供理論依據。該穩定性方法，使計算結果更為準確，能夠更加真實地反映客觀實際，有利於及時採取有效措施。
文檔編號E21D23/16GK103161487SQ20131005257
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月19日 優先權日2013年2月19日
發明者馬立強, 金志遠, 曹新奇, 王飛 申請人:中國礦業大學