一种大倾角仰采面液压支架走向稳定性方法技术

一种大倾角仰采面液压支架走向稳定性方法，属于煤矿综采面液压支架稳定性方法。步骤如下：（1）以单个液压支架为基准，分析影响稳定性的因素；（2）建立液压支架在自由状态下的走向仰采倾倒力学模型，得出仰采临界倾倒角的计算公式；（3）代入工作面的开采条件和液压支架相关参数，得出仰采临界倾倒角和向稳定性状态；（4）建立液压支架在工作状态下的走向仰采倾倒力学模型，得出仰采临界倾倒角的计算公式；（5）代入工作面的开采条件和液压支架相关参数，得出仰采临界倾倒角和稳定性状态，为工作面回采时应及时采取液压支架防倒措施提供理论依据。该稳定性方法，使计算结果更为准确，能够更加真实地反映客观实际，有利于及时采取有效措施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤矿综采面液压支架稳定性方法，特别是。
技术介绍
目前我国已探明的大倾角煤层储量占全国煤炭总储量的17%左右，主要赋存于我国西部地区和东部沿海地区。对于大倾角综采面，保障综采设备稳定性是工作面安全高效生产的重要前提，而液压支架占整套设备总重80%、成本60%以上，所以，液压支架的稳定性是大倾角煤层综采需考虑的重要问题，同时工作面在倾向角度较大的情况下，还面临着大角度俯采、仰采影响，对液压支架的稳定性又提出了更为严格的要求。我国大倾角煤层的煤炭储量约占总储量的近1/5，产量却不到全国煤炭产量的1/10，其主要原因是大倾角综采面支架一围岩事故频发，尤其是液压支架倒架事故，导致重大安全隐患甚至引发人员伤亡事故，处理事故时工人劳动强度高、工时材料消耗大，严重影响工作面的正常生产以及作业人员的安全。因此，对液压支架的稳定性进行准确地计算分析，从而制定出针对性的有效措施，是保证大倾角煤层安全高效开采的关键。而已有液压支架稳定性分析方法未考虑工作面倾向角度对大倾角仰采工作面时液压支架走向稳定性的影响，导致计算结果偏大，结果在实际生产中未及时采取有效措施，造成仰采时液压支架发生走向倾倒，严重影响矿井的安全生产。
技术实现思路
技术问题:本专利技术的目的是克服已有计算方法中的不足之处，提供一种准确、简单、可靠、实用的大倾角仰采工作面时液压支架走向稳定性方法。技术方案:本专利技术的目的是这样实现的:液压支架走向稳定性方法，按照以下步骤进行: (1)以单个液压支架为基准，分析影响液压支架走向稳定性的因素； 以单个液压支架为基准，不考虑工作面输送机、采煤机及邻架对液压支架稳定性的影响，液压支架走向稳定性的影响因素包括:工作面倾向角度和走向角度、液压支架的重心位置、重力、顶梁、前梁及底座长度参数、液压支架工作阻力、顶板对支架的作用力、底板对支架的支撑力、顶底板与支架间的摩擦力； (2)建立液压支架在自由状态下的走向仰采倾倒力学模型，得出液压支架在自由状态下走向仰采临界倾倒角的计算公式； 建立液压支架在自由状态下的走向仰采倾倒力学模型，仰采时支架在自由状态下处于走向倾倒失稳临界状态时满足:GiAiH-G7A3L = O(9) 式中 一支架高度，单位为:m; L 一支架底座长度，单位为:m ；』! 一支架重心高度系数，即重心高度I与支架高度A比值； 』2 一支架重心长度系数，即重心距离支架底座尾部的长度Z与支架底座长度Z的比值； G2 一液压支架重力G沿垂直工作面底板方向上的分力(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大倾角仰采面液压支架走向稳定性方法，其特征是：液压支架走向稳定性方法，按照以下步骤进行：（1）以单个液压支架为基准，分析影响液压支架走向稳定性的因素；以单个液压支架为基准，不考虑工作面输送机、采煤机及邻架对液压支架稳定性的影响，液压支架走向稳定性的影响因素包括：工作面倾向角度和走向角度、液压支架的重心位置、重力、顶梁、前梁及底座长度参数、液压支架工作阻力、顶板对支架的作用力、底板对支架的支撑力、顶底板与支架间的摩擦力；（2）建立液压支架在自由状态下的走向仰采倾倒力学模型，得出液压支架在自由状态下走向仰采临界倾倒角的计算公式；?建立液压支架在自由状态下的走向仰采倾倒力学模型，仰采时支架在自由状态下处于走向倾倒失稳临界状态时满足：?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????（9）式中：h－支架高度（m）；L－支架底座长度（m）；λ1－支架重心高度系数，即重心高度y与支架高度h比值；λ2－支架重心长度系数，即重心距离支架底座尾部的长度x与支架底座长度L的比值；G2－液压支架重力G沿垂直工作面底板方向上的分力（kN），；G3－液压支架重力G沿工作面走向方向上的分力（kN），；得出走向仰采临界倾倒角为：?????????????????????????????????????????????????（10）式中：α－工作面倾向倾角（°）；β－工作面走向角度（°）；（3）代入工作面的开采条件和液压支架相关参数，得出支架在自由状态下的走向仰采临界倾倒角，同时得出液压支架在自由状态下的走向稳定性状态；如果得出的液压支架在自由状态下的走向仰采临界倾倒角小于工作面的走向角度，液压支架一定会发生走向倾倒，应及时采取防倒措施；反之，液压支架不会发生走向倾倒，无需采取防倒措施；（4）建立液压支架在工作状态下的走向仰采倾倒力学模型，得出液压支架在工作状态下走向仰采临界倾倒角的计算公式；建立液压支架在工作状态下的走向仰采倾倒力学模型，仰采时支架在工作状态下处于走向倾倒失稳临界状态时满足：????????????????????????????????????????????（11）式中：Lh－支架顶梁和前梁的总长度（m）；m－支架顶梁尾部与支架底座尾部之间的距离（m）；R21－底板对液压支架的作用力（kN）；R22－顶板对液压支架的作用力（kN）；f21－液压支架与底板间的摩擦阻力（kN）；f22－液压支架与顶板间的摩擦阻力（kN）；μ－液压支架与顶底板间的摩擦系数；得出走向仰采临界倾倒角为：??????????（12）（5）代入工作面的开采条件和液压支架相关参数，得出支架在工作状态下的走向仰采临界倾倒角，同时得出大倾角仰采面液压支架在工作状态下的走向稳定性状态，为工作面回采时应及时采取液压支架防倒措施提供理论依据；如果得出的液压支架在工作状态下的走向仰采临界倾倒角小于工作面的走向角度，液压支架一定会发生走向倾倒，应及时采取防倒措施；反之，液压支架不会发生走向倾倒，无需采取防倒措施。201310052572X100001dest_path_image002.jpg,dest_path_image004.jpg,dest_path_image006.jpg,dest_path_image008.jpg,dest_path_image010.jpg,dest_path_image012.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种大倾角仰采面液压支架走向稳定性方法，其特征是:液压支架走向稳定性方法，按照以下步骤进行: (1)以单个液压支架为基准，分析影响液压支架走向稳定性的因素； 以单个液压支架为基准，不考虑工作面输送机、采煤机及邻架对液压支架稳定性的影响，液压支架走向稳定性的影响因素包括:工作面倾向角度和走向角度、液压支架的重心位置、重力...

【专利技术属性】
技术研发人员：马立强，金志远，曹新奇，王飞，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：