摘 要:本文首先分析了支架初撑力与额定工作阻力的作用及它们之间存在的差别。支架经注液在达到初撑力后,其作用就在于它能立即主动地控制顶板岩层的增阻运动过程及其所对应增阻下沉量,与此同时还能立即主动起到控制顶板岩层恒阻运动的作用。而支架额定工作阻力先是在顶板岩层运动作用下,被动进行增阻过程,待增阻过程结束达到其额定工作阻力后,才能被动起到对顶板岩层恒阻运动的控制作用。这就是说,无论是支架初撑力还是额定工作阻力,在其完成增阻过程达到其额定阻力后,都能起到控制顶板岩层恒阻运动的作用,正因如此,在控制顶板岩层恒阻运动上,它们与基本顶岩层断块运动关系是相同的、一致的,都是“双曲线”关系。由于支架初撑力能立即控制岩层运动,所以支架初撑力与基本顶断块运动关系应是“恒阻运动程度立即控制”与“恒阻运动程度被立即控制”关系。它们的这种关系仅仅是理论上的,不需要也没有必要应用于实践,基本顶断块运动有支架额定工作阻力控制就足够了,因此支架初撑力与基本顶(老顶)断块运动关系是不需要也没有必要被支架初撑力控制。在直接顶岩层完整稳定条件下,支架初撑力与其运动关系是立即控制与立即被控制关系。而当直接顶松软破碎时,为了保持其采动前的原有刚度,防止因采动而发生再次破碎及提升支架额定工作阻力对基本顶断块运动控制效果,在支架具备上述基本初撑力基础上,还应再增加一定挤紧压实松软破碎直接顶的提效初撑力,并给出了提效初撑力的计算方法。通过本文论述,从定性定量两个方面论证了支架初撑力与组成覆岩各岩层运动关系,彻底解决了支架控制整个覆岩运动所应具备合理初撑力确定的问题。

关键词:支架初撑力;支架额定工作阻力;提效初撑力;增阻运动;恒阻运动;双曲线;增阻控制;恒阻控制;直接顶岩层刚度;提效增阻下沉量(www.daowen.com)

本文创新亮点是,首次定量论证了支架初撑力与组成覆岩直接顶、基本顶(老顶)、整体弯沉带岩层运动作用机理这一重大理论课题。这一重大理论成果是矿山压力在控制理论上的原始创新与重大突破。它明确指出了不可控岩层运动不需要支架初撑力控制,而需要支架额定工作阻力控制,但又不能实现对其控制,因此它也可以不予控制。基本顶岩层运动它仅需要支架额定工作阻力控制而不需要支架初撑力控制。直接顶岩层运动既需要支架初撑力控制,也需要支架额定工作阻力控制。更重要是定量证明了支架初撑力与松软破碎直接顶岩层运动关系,阐明了对松软破碎直接顶初撑控制程度提高的理论依据,在支架具备控制采场上方松软破碎直接顶岩层运动基本初撑力的基础上,为了保持其采动前的原有刚度,并依此给出了再增加防止其因采动而发生再次松散破碎的提效初撑力计算方法,彻底解决了支架控制整个覆岩运动所应具备合理初撑力。使支架初撑力与整个覆岩运动定性定量关系,特别是与松软破碎直接顶岩层运动关系获得圆满彻底解决。支架合理初撑力确定,是在上述理论创新指导引领下的实践再创新。