三软煤层单体液压支柱初撑力偏低原因分析与对策

“三软”煤层巷道掘进常见问题治理浅析煤矿是我国的主要能源之一，而煤矿巷道掘进是煤矿生产中的重要环节。

随着煤矿深部开采的不断深入，煤层巷道掘进中“三软”问题成为了一大难题。

所谓“三软”即岩层软化、瓦斯软化和煤层软化。

而“三软”问题的存在，给巷道掘进带来了一系列常见问题，如巷道坍塌、顶板下沉、支护材料破损等。

本文将就“三软”煤层巷道掘进常见问题进行深入分析，并提出一些治理方法，以期对煤矿生产中的工作者们有所帮助。

一、岩层软化问题岩层软化是指岩石在地质条件的作用下，出现了一定的塑性变形，使得矿井巷道在掘进过程中出现坍塌、下沉等问题。

造成岩层软化的主要原因是煤层掘进过程中，伴随着顶板、底板和围岩的应力状态发生了变化，使得原本稳定的岩层因为失去支撑而开始软化。

这样一来，巷道掘进过程中，就会经常出现岩层坍塌、支护破损等问题。

针对岩层软化问题，我们可以采取以下一些措施来进行治理：1. 选用适当的掘进方式。

在巷道掘进过程中，我们要选择合适的掘进方式，如液压支架和岩爆掘进等，以保证巷道支护材料的完好性。

2. 完善巷道支护体系。

在巷道掘进过程中，我们要及时加固巷道的支护体系，采用合适的支护材料和技术，以保证巷道的稳定性和安全性。

3. 充分评估地质条件。

在煤层掘进前，我们要充分评估地质条件，尽量选择稳定的地层进行巷道掘进，避免因为地质条件的影响而导致岩层软化的问题。

瓦斯软化是指在煤层掘进过程中，由于瓦斯的释放和积聚，导致巷道支护材料的软化和损坏。

瓦斯在煤层掘进过程中，会伴随着顶板和底板的软化，使得巷道的稳定性大大降低，给矿工的生命安全带来严重的威胁。

1. 提高瓦斯抽放效率。

在巷道掘进过程中，我们要加大瓦斯抽放的力度，提高瓦斯抽放效率，减少瓦斯在巷道中的积聚，从而减少瓦斯对支护材料的影响。

3. 加强瓦斯监测和管理。

在巷道掘进过程中，我们要加强对瓦斯的监测和管理，及时发现瓦斯积聚的情况，并采取相应的措施进行处理，以保证巷道的安全性。

浅谈单体液压柱初撑力的现状和政策作者：石宇峰苏轩来源：《科技资讯》 2011年第21期石宇峰1 苏轩2(1.鹤壁煤电股份有限公司第十煤矿生产技术部河南鹤壁 458030; 2.安阳大众煤业有限责任公司河南安阳 455141)摘要:全国各地出现工作面初撑力普遍较低的现象作了剖析,提出了初撑力普遍较低是由于特殊的采矿环境所致,是一个综合因素影响的结果。

在特殊顶底板条件下,低初撑力在顶板管理中的也具有重要的现实意义。

关键词:单体液压柱初撑力中图分类号:TD355 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)07(c)-0056-01全国各地出现工作面初撑力普遍较低的现象作了剖析,提出了初撑力普遍较低是由于特殊的采矿环境所致,是一个综合因素影响的结果。

在特殊顶底板条件下,低初撑力在顶板管理中的也具有重要的现实意义。

1 初撑力普遍较低是我国单体液压柱工作面的“顽症”单体液压支柱工作面初撑力普遍较低的原因,主要是煤矿井下恶劣的劳动环境、复杂多变的地质环境,以及劳动者的教育培训和管理的复杂程度造成的。

煤矿井下工作,从劳动强度来说既是一个劳动密集型的场所,但从个体劳动的重要性、安全性来说也是一个技术密集型的场所。

因此初撑力普遍较低是由于特殊的环境所致,是一个综合因素影响的结果。

1.1 新汝矿务局胡长仁撰文指出从原新汶矿务局7个单体液压支柱回采工作面的矿压观测资料得知,支柱的初撑力普遍较低,并且低于7t的占60％～80％。

由于初撑力低使支柱平均载荷也随之降低。

1.2 淄博矿务局王文博撰文指出从原淄博矿务局局使用单体液压支柱的31个回采工作面,支柱的支撑力用注液枪压力测定仪进行了测量,发现支柱的支撑力普遍较低。

低者不足1t,第一排支柱支撑力低于5t的占70%。

由于支柱的初撑力低,使支柱的平均载荷也随之降低,使支柱对顶板的早期控制能力大大减弱。

1.3 福建资源工业学校陈虹微撰文指出通过对单体液压支柱工作面大量的矿压观测,发现福建省部分煤矿回采工作面支柱的初撑力普遍较低,平均初撑力在30 kN以下的占40％,30kN～50kN的占40％,50kN以上的占20％。

单体液压支柱初撑力影响因素探讨【摘要】随着社会经济的发展，一方面对煤炭的需求量在不断的增加，另一方面，有限的煤矿资源需要不断的提高工作效率，这样煤矿企业的工作压力就在逐渐的增大，如何有效的解决这些问题，能够更全面的开展开采工作，就成了当前煤矿企业在技术上的重要难关。

本文以下就通过对单体液压支柱的工作原理进行分析，对其在实现安全、高效和增大支柱强度和提高初撑力上的效能进行分析。

【关键词】单体液压支柱；初撑力；因素0.引言随着市场、技术、需求等方面的变化和发展，我国国内的很多煤矿企业在面对开采的工作中都有了新的改进，但是近些年来，在对煤矿企业中单体液压支柱初撑力所进行的调研中得知，在煤矿开采的过程中所应用的单体液压支柱的初撑力都十分低，这就造成了开采过程中的很多安全事故的产生。

出现这种现象的一个主要的原因就是支柱初撑力偏小所造成的。

为了保证煤矿生产的高效和安全，有必要针对影响单体液压支柱初撑力的因素进行分析，寻找解决相关问题的方法，以有效保障支柱初撑力的工作强度，防范发生顶板事故。

1.单体液压支柱的结构和工作原理从DZ型单体液压支柱示意图中可以看出，其在使用的过程中是通过将注液枪插入到三用阀注的液孔中所实现的，在这个过程中要紧握注液的把手，通过高压液体把单向阀打开，进入到支柱的下腔，促使活柱升起、复位弹簧拉长来呢实现其工作的过程，在这个过程中需要注意的是架设好后的支柱要拔出注液枪，保持好内腔液体的压力，这样压力就会随着采煤工作面支护时间的延长和推进来增加顶板在单体液压支柱上所具有的载荷。

在另一种程度上在煤矿压力在超过支柱所规定的载荷时，其支柱中的高压液体就可能会将安全阀打开从而造成支柱的下缩和液体的外溢，降低了支柱内腔的压力。

同时，在支柱所受到的载荷在低于所规定的载荷时，安全阀就会自动的关闭，这样内腔液体也会停止外溢，在这个过程中单体液压支柱的载荷会一直保持在这个规定值的附近。

在进行回柱的过程中，可以将卸载的把手先插入到三用阀的卸载孔中，然后通过把手的转动来促使阀套轴向其移动。

单体液压支柱初撑力观测研究及提高方法浅析摘要：文章结合丰海煤矿实际条件，通过对C9煤层单体工作面的矿压观测，分析研究支柱初撑力来压的频率分布，拟提出简单、可行的能够提高单体液压支柱初撑力的方法。

从而使工作面单体液压支柱初撑力损失减少到最低程度，把初撑力提高到最佳水平。

关键词：矿压观测；初撑力；频率分布；提高方法近几年，煤业公司对单体液压支柱的大力推广和使用，极大地改善了井下顶板管理条件。

然而在单体液压支柱使用过程中，普遍存在支柱初撑力（指支柱通过泵压而给予顶板的主动支撑力）较低的问题。

究其原因主要是井下复杂多变的地质环境以及采煤工人操作技能和现场管理不到位造成。

对此，通过对我矿307采区、402采区和403采区C9煤层单体工作面进行矿压观测，在分析单体液压支柱初撑力频率分布的基础上，提出简单、可行的提高初撑力的方法。

1工作面概况及回采工艺C9煤层以单斜构造为主，煤层倾角21 ̊~40 ̊，平均为30 ̊，煤层0.8~1.8 m，平均厚度为1.3 m。

顶板为细粉砂岩，厚度约2 m，节理裂隙发育情况一般，顶板较完整，含较多黄铁矿化虫迹化石和沿层面见较多黑云母片，向上为粗粉砂岩或细砂岩，厚度约4 m。

底板为粗粉砂岩或细砂岩，岩性坚硬，厚度约2.0 m，含较多植物碎屑化石，底板较完整。

工作面采用MSZ—1.2电煤钻打眼，使用2#岩石销铵炸药和秒延期雷管爆破落煤，人工攉煤，溜槽溜煤，MGH—1 T固定矿车装煤，电瓶车拉煤；采用DW-250/80等系列单体液压支柱结合DJC-1000绞接顶梁支护顶板，排、柱距为1 m×1 m，采用人工回柱，一排密集切顶，“见五留四回一”全部垮落法处理采空区；工作面两天3个循环，两小班1个循环，循环进度为1 m，执行“边采边准”作业方式。

2支护参数初撑力计算①采用支柱初撑力平衡直接顶岩重计算，如图1所示。

式中：q直为单位面积直接顶岩重，t/m2；γ直为直接顶质量密度，细粉砂岩取2.4；h直为直接顶厚度，m；工作面支柱排L排、柱距L柱为1 m，密柱间距为0.5 m，最小控顶距L控为4 m，控顶距内支柱数量n为5根，侧为支柱密度e为：e=1/（n/L控）=1÷（5÷4）=0.8根/m2g取10，初撑力po为：po=（q直·g/n）=4.8×10÷0.8=60 kN/根。

单体液压支柱工作面提高初撑力的方法与效果单体液压支柱是一种常见的工业设备，广泛应用于各种场合，如机械制造、矿井支护、建筑工程等。

在使用单体液压支柱时，初撑力的大小对设备的稳定性和可靠性至关重要。

本文将介绍提高单体液压支柱工作面初撑力的方法及其效果。

一、在设计阶段根据工作面情况合理选择液压支柱型号。

不同型号的液压支柱具有不同的承载能力和切割能力，根据工作面的具体情况选择合适的型号，提高初撑力的同时兼顾工作面的切割效果。

这样可以最大程度地发挥液压支柱的性能。

二、通过调整液压支柱的工作面面密度，提高初撑力。

在液压支柱的工作面上布置一定数量的液压支柱，增加支柱数量可以提高工作面的承载能力和切割能力，从而提高初撑力。

此外，合理布置液压支柱的位置也非常重要，可以通过改变支柱的布置方式，使其更加均匀分布，提高工作面的稳定性。

三、增大液压支柱的支柱径和杆径。

液压支柱的支柱径和杆径是影响其承载能力和刚度的重要因素，增大支柱径和杆径可以提高液压支柱的承载能力和刚度，从而提高初撑力。

四、改进液压支柱的密封结构。

液压支柱的密封结构对其工作效果有重要影响，合理的密封结构可以减小泄漏量，提高液压支柱的工作效率和初撑力。

通过以上方法，可以有效地提高单体液压支柱工作面的初撑力。

增加支柱数量、增大支柱和杆径、合理布置液压支柱的位置和改进密封结构都可以提高液压支柱的承载能力和刚度，从而提高初撑力。

然而，在实际应
用中，应根据工作面的具体情况，综合考虑各种因素，选择合适的方法，并通过实验验证效果，以确保工作面的稳定性和安全性。

液压支架初撑力不足的原因及对策
哈瑞山
【期刊名称】《煤》
【年(卷),期】2004(013)001
【摘要】分析了灵新煤矿15煤使用的ZZP4200-17/35型液压支架初撑力不足的原因,提出了提高液压支架初撑力的措施.
【总页数】2页(P33-33,42)
【作者】哈瑞山
【作者单位】宁夏煤业集团公司,灵新煤矿,宁夏,灵武,751410
【正文语种】中文
【中图分类】TD355.4
【相关文献】
1.1604工作面液压支架初撑力不足原因分析与对策 [J], 朱树榛
2.液压支架初撑力不足及改进对策分析 [J], 姚桂玲
3.浅析单体液压支柱初撑力不足的原因及对策 [J], 陈辉平
4.液压支架(柱)初撑力不足的原因分析 [J], 明平美;邓乐;杨圣奇
5.液压支架初撑力不足的原因及对策分析 [J], 熊开选
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1. 工作面地质条件不均匀：在煤矿开采作业中，地质条件的不均匀性是导致支柱承载不均衡的重要原因。

采煤单体液压支柱初撑力的影响因素探析1 初撑力的重要性从顶板控制的各种要求来看，不论是防压、防漏还是防推，都要求采场支柱具有较高的初撑力。

因此在预防顶板事故中，应把初撑力摆在最重要的位置，这是因为支柱工作阻力在相当大程度上取决于支柱初撑力。

在支柱密度与支护系统刚度一定的条件下，初撑力大，工作阻力也大。

另外，对于松软底板，较大的支柱初撑力能起到对底板的预压实作用，从而使支柱在顶板下沉中能较快地达到恒阻阶段。

考虑到提高初撑力可以预防直接顶离层，可以使支柱更快地达到需要的工作阻力，以平衡垮落带岩重，因此应当在工作面支护设计时增加支柱初撑力这个指标，才能更好地控制顶板和预防冒顶事故。

2 工作面初撑力低的原因分析2.1 底板松软使支柱钻底支柱压入底板的主要原因是由于与支柱接触的底板产生的比压超过了底板岩层本身的极限抗压入强度，造成底板破坏、底板的抗压入阻力急剧下降所致。

采场中单体支柱钻底量一般主要和下列因素有关：（1）采场顶板压力的大小分布；（2）采场底板的承载能力；（3）支柱的性能与结构（特别是底座面积的大小）；（4）支柱的作用时间。

当支柱底座对底板的压力超过底板承受极限比压时，底板岩石即遭到破坏，这时支柱的钻底量迅速变大。

支柱钻底量大，必然导致顶板下沉量大，顶板离层加大，并使顶板更加破碎。

另外，因为支柱底座对底板比压高时支柱就发生钻底，必然使支柱的初撑力无法提高，支护系统刚度不高，因此使支护系统整体的稳定性也变低。

特别是在支柱刚注完液时，因底板还没有压实，支柱钻底速度很快，从而导致初撑力迅速下降，使支柱实际仅获得很低的初撑力。

随着支柱初撑力的降低以及底板的进一步压实，支柱的钻底速度将下降。

支柱的初撑力下降是具有一定限度的，当支柱的初撑力很低时，底板的变形速度将变慢，阻止初撑力的进一步降低，并且由于顶板的下沉，使支柱能保持一定的初撑力，这样支柱在始终有一定压力的情况下发生缓慢下沉，使支柱保持一定的初撑力。

关于提高煤矿采煤工作面单体液压支柱支撑效能的分析摘要：煤矿采煤工作面单体液压支柱未能有效发挥支撑效能的主要原因：支柱初撑力偏低、支护密度偏大、围岩（顶、底板）抵抗力低。

关键词：单体液压支柱支撑效能措施一、前言雅安市荥经县现有煤矿企业37家，目前37家煤矿的采煤工作面都采用单体液压支柱支护。

然而，因煤矿技术方面的原因，大部分采煤工作面的单体液压支柱未能有效发挥支撑效能。

二、单体液压支柱支撑效能的分析（以荥经县五家田煤业有限公司1122采煤工作面）（一）1122采煤工作面概述荥经县五家田煤业有限公司是生产矿井，核定生产能力9万吨∕年，系高瓦斯矿井。

1122采煤工作面系开采五连炭煤层（复合煤层），煤层平均厚0.76m，平均倾角3°，煤层的普氏系数f=3～5；老顶由深灰色中厚层状砂岩和薄层状粉砂岩组成，其厚度2m以上；直接顶由中厚层状砂岩、粉砂岩组成，厚约3m；伪顶由泥质粉砂岩组成，厚300至400mm，岩石普氏系数f=4～6，采动后极易垮落；伪底由薄层状泥质粉砂岩组成，厚约0.3m；直接底由中厚层状砂岩组成，厚约1至1.8m，岩石普氏系数f=5～7。

该采煤工作面采用单体液压支柱支护，支护密度为20-25根/10m2。

（二）支撑效能低的原因之一--支柱初撑力偏低1、初撑力的计算及测定初撑力是指升柱结束的瞬间，支柱靠泵压对顶板产生的主动撑力，可用公式计算F初=KP/4πD2式中P-泵站的工作压力，MPa;D-支柱活柱内径；一般为Φ100mm；K-泵站有效利用系数。

经实测，1122采煤工作面支柱初撑力一般为50-60kN，远远低于《采煤工作面工程质量标准及检查评分办法》中的规定值。

2、支柱初撑力偏低的原因分析（1）管路系统压力损失偏大根据现场实际测定，在泵压10MPa的情况下，采用注液枪注液口压力一般为4-6MPa(测定时注液枪全部停止使用），即管路压力损失为40％-60％。

（2）工人操作质量低工人在架设支柱时，经常是支柱顶盖刚一接触顶梁（或顶帽）就停止注液，导致支柱不能获得足够的初撑力。

单体液压支柱工作面提高初撑力的方法与效果1.提高液压支柱的工作面撑力设置：通过增加支柱内的液体压力，可以提高支柱的工作面初撑力。

可以通过增加工作面上游液体的流量、增加液压泵的工作压力等方法来实现。

这样可以使液压支柱在工作面初期承受更大的载荷，提高其初撑力。

2.选择合适的液压支柱型号和材质：不同型号和材质的液压支柱具有不同的承载能力和刚度。

选择合适的液压支柱型号和材质，可以使支柱在工作面初期提供更高的撑力。

例如，采用钢制液压支柱，可以提高其刚度和承载能力，从而提高工作面的初撑力。

3.优化液压支柱的结构设计：通过优化液压支柱的结构设计，可以提高其刚度和承载能力，从而提高工作面的初撑力。

例如，增加支柱的外径、增加支柱的板材厚度等方法，可以提高支柱的刚度和承载能力，从而提高工作面的初撑力。

4.加强支柱与围岩的连接强度：支柱与围岩之间的连接强度决定了支柱的承载能力和初撑力。

通过加强支柱与围岩的连接强度，可以提高支柱的初撑力。

例如，可以采用高强度螺栓连接支柱和围岩，增加围岩与支柱的摩擦力等方法。

这些方法的效果主要包括以下几方面：1.提高工作面初期的撑力：通过提高液压支柱的工作面撑力设置，可以使支柱在工作面初期承受更大的载荷，从而提高其初撑力。

这样可以有效地保护工作面，减少地压灾害的发生。

2.提高支柱的承载能力：通过选择合适的支柱型号和材质，可以提高支柱的承载能力。

这样可以增加支柱的刚度，提高其承载能力，进一步提高工作面的初撑力。

3.提高支柱与围岩的连接强度：通过加强支柱与围岩的连接强度，可以提高支柱的初撑力。

这样可以减少支柱与围岩之间的滑移和位移，提高支柱的撑力。

综上所述，通过提高液压支柱的工作面撑力设置、选择合适的支柱型号和材质、优化支柱的结构设计和加强支柱与围岩的连接强度等方法，可以有效地提高单体液压支柱的工作面初撑力。

这样可以增加工作面的安全性，保护工作人员的生命财产安全，提高矿山和隧道工程的施工效率。

浅谈液压支架初撑力摘要:针对当前综采工作面液压支架普遍存在初撑力不足的问题,探讨了液压支架初撑力不足的原因及采取的措施和对策,深入分析了应用效果比较明显的液压支架自动增压初撑系统的原理,液压支架自动增压初撑系统能有效地保证液压支架初撑力的要求,从而提高液压支架系统的可靠性,为煤矿安全高效生产带来一定的便利条件。

关键词:液压支架初撑力自动增压初撑系统初撑力是液压支架的主要技术参数之一,它对有效地管理顶板和保证液压支架的稳定性具有十分重要的意义。

支架对顶板的支撑力,是立柱活塞腔内液体达到管路额定工作压力时的初撑力,称为额定初撑力。

在生产中,特别是当支护速度低于回采速度时,为提高支护效率,操作工操作速度快,常出现支架的初撑力不足现象,导致直接顶的早期离层与破碎,支架不能通过直接顶传递对老顶取得平衡而失去支撑性能,甚至发生重大恶性事故。

由此可见,使液压支架的实际初撑力达到设计要求是保证采煤工作面正常支护的关键因素,保证液压支架初撑力一直是科研和生产使用中十分关心的问题。

1 液压支架初撑力不足原因分析调查研究表明,国内多数采煤工作面都存在着初撑力严重不足且分布不均匀的问题,许多支架立柱的实测初撑力仅为14Mpa,而初撑力的设计值一般在30Mpa以上。

导致支架初撑力不足不均的问题的主要原因如下。

(1)泵站压力较低,主供液管路中有一段较大管径的胶管,受设计要求的限制,其承压能力不很高。

为便于工作面支架的液压系统的管理与维护,在实际使用中,泵站调定压力一般都低于设计要求的压力值。

(2)泵站距工作面较远,工作面较长,管路通径与阀件的流量受到高压的制约,使液压系统中压力损失严重,特别是对于一次布置的集中泵站。

(3)因顶、底板不平及浮煤、浮矸的影响,很难掌握初撑供液时间。

为加快支护速度,初撑的供液时间不可能很长。

(4)多人操作支架或多架同时操作,使支架各立柱供液不均。

(5)部分管接头密封不好,存在漏液现象。

总之,影响初撑力的因素很多,在不同的条件下,可能有不同的因素决定初撑力的大小。