坚硬厚煤层大采高综采支架分段调阻煤壁弱化研究

TD823; 不同回采阶段作用于煤壁?支架上的载荷变化较大,煤壁低效截割是支架阻力与回采阶段不匹配、矿山压力不能有效破煤的结果.支架分段调阻技术在满足不同回采阶段(周期来压前、正常回采、周期来压后)顶板安全控制的要求下,调整支架工作阻力改变煤壁上的载荷用于压裂破煤,能有效解决厚硬煤壁弱化的难题.以杨伙盘煤矿1102综采工作面为工程背景,研究了与回采阶段匹配的厚硬煤层支架分段调阻技术.模拟分析结果表明:① 在工作面正常回采阶段和来压阶段,煤壁测线上各点支承压力峰值、影响范围随液压支架初撑力增大而减小;相同支架初撑力作用下,来压阶段煤壁上支承压力峰值和影响范围均大于正常回采阶段.② 当液压支架初撑力由2000 kN增至8000 kN时,煤壁水平位移值在来压阶段减小了17 mm,在正常回采阶段减小了7.5 mm,说明降低支架初撑力有利于坚硬煤壁弱化.③ 不同回采阶段,围岩塑性区的破坏程度随液压支架初撑力的增加而降低,说明煤壁破坏程度减小.④ 正常回采阶段支架阻力为6000～8000 kN、周期来压后支架阻力为4000～6000 kN、周期来压前支架阻力大于8000 kN,可以保证顶板安全和厚硬煤壁高效截割.现场应用表明:① 液压支架在115个工作循环中增阻状态占统计循环数的64.8％(1次增阻型占75.50％,2次增阻为20.16％,多次增阻为4.34％);支架活柱伸缩量在0～3％的比率为90％,说明现场生产中液压支架运转和控顶能力良好.② 分段调整液压支架工作支护阻力后,在有效控顶前提下,采煤机平均割煤时间降低至1.8 h,降低了21.7％,有效实现煤壁弱化,提高了割煤效率.