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论文通过不同硬度煤层条件下两柱、四柱综放工作面矿压显现规律的现场实测,得出在软及中硬煤层现场应用当中,两柱式综放支架比四柱式综放支架表现出更好的适应性。在此基础上,运用理论分析和有限元数值模拟相结合的手段研究了两柱和四柱式综放支架承载能力与煤层硬度的关系,同时借助有限元仿真模拟手段分析了支架反复支撑对顶煤的二次破坏作用。最终结合现场应用情况、支架承载能力、顶煤二次破碎效果、端面控顶效果等因素综合评价了两柱掩护式综放支架和四柱支撑掩护式综放支架对不同硬度顶煤的适应性,从而明确了两柱与四柱综放支架各自的适应条件和选择依据,对实际煤矿放顶煤开采起到了促进作用。 研究结果表明,两柱式综放支架适应顶梁外载变化的能力相比四柱式综放支架较差,且受平衡千斤顶的额定工作阻力影响很大,在软及中硬煤层,两柱式综放支架的承载能力大于四柱式综放支架,而对于f>3.0的坚硬煤层,四柱式综放支架的承载能力大于两柱式综放支架;四柱式综放支架对顶煤的破坏效果优于两柱式综放支架,但端面控顶效果不如后者;对于硬度系数f<2.0的煤层,建议优先采用两柱掩护式放顶煤支架,对于2.0≤f≤3.5的煤层,建议优先采用四柱支撑掩护式放顶煤支架,而对于f>3.5的坚硬煤层采用综放工艺时须采取顶煤弱化措施。