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
“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。
液压支架(柱)初撑力不足的原因分析
般认为液 压 支架 （ ）是 根据 液压传动 原理来 实 现对顶板 的支 撑 ，初撑过 程是 动压 和静压传 递 柱
立 柱初撑力 的大 小 取决 于 泵 站 的额 定压 力 、初 撑 过 程 中管 路 阻力 与 泵 站 额 定 流量 成 正 比
过程
初撑 压力 是泵 站额定 压力 减去 管路 阻力 ｌ ．由此 普遍 把 初撑 力 不 足 的原 因归 纳 为 泵站 额 定 或调 定 压 ４ ｊ
（）进液 阀打开 之后 ，由于压差 的作 用 ，管 内液体 流 向支 柱 ，同 时 压力 降 低 ，压力 Ｐ 转换 成 速 ２
度 ， 即
ｖ ＝ Ｐ／ ｐ （ ａ），
式中， ｎ为管 内压 力波传播 速度 ．这 一过程 以速度 向泵站 方 向传递 ，同肘 由于牯 性 阻 力 的原 因产生
水锤 衰减 ；
液压 支架 （ ）初 撑力 不 足 的原 因分 析 柱
明平 美 ，邓 乐 ，扬 圣 奇
焦 作 工 学 院 机 械 工 程 蔫 ．河 南 焦 作 ４ ４ ０ ） ５ ０ ０
摘要 ：液压 支 架 （ ）初撑 力不足迄 夸 尚未得到根 本 解决 ，过去 分析研 究这一 问题 时，对液 柱 压 支 架 （ ）初 撑 过程供 液 系统 中的 瞬 变现 象重视 不够 而存 在 某些 不足 柱 本文利 用 瞬态流理
力过低 、初撑稳 压 时 问短、供液 压力 损失 严 重 、漏 液 、多人 操 作或 多 架 同 时操 作等
我们 注 意
到 ，这 些结论基 本 上都 是用流体 动静 力学分析 得 到 的 ，对其 中的 流体 瞬变 现 象没 有 引起 足 够 的重视 ， 因而导致 分析 尚不够 充分 ．实际上 在 升柱过 程 中立 柱下 腔内 的压 力是 较低 的 ，与泵站 的额 定压力 几 乎无 关 ；而立柱 接触 顶板 之后 ，管 路 内的 流量将 远 低 于 泵站 额 定 流 量 ，流速 接近 于 零 ，管 路 阻力较 小 在 液压 支 架 （ ）的升柱 初撑过 程 中 ，泵 站 、管路 系统 内压 力 、流量 是不 断变化 的，初撑过程 是 柱 压力 波在 系统 中来 回传递 的过 程 ，应该 利用 瞬态 流理论 来进 行 分析 计 算 ．下 面 以单 体 液压 支柱 为 例 ， 简要叔 述初撑 过程供 液 系统 中的瞬态 流动 ． （ ）向立 柱下腔 供 液之前 ，管路系 统 内乳 化波速 度为 零 ，压 力为 泵站 自动卸 荷阁 调定压力 ； １
影响普采工作面初撑力的因素分析及对策
影响普采工作面初撑力的因素分析及对策
周光健（贵州盘江煤电有限责任公司月亮田矿 盘县 553532）
摘 要：高档普采工作面单体液压支柱的初撑力是否达到相关规定要求是关系到矿井能否安全生产的重要因素之一， 通过对影响单体液压支柱的初撑力的因素进行分析，采取具有针对性的措施，保障矿井安全生产。
关键词：单体液压支柱 初撑力 煤矿 普采工作面
①工作面泵站压力不应小于 15MPa，建议 18MPa ～ 20MPa，由此需要改进主管路，采用更高强度的胶管；②为 克服生产高峰期多个注液枪同时使用而引起支柱初撑力
低且不均的问题，现场生产中应加强管理，移溜时，不得升
柱，尽量协调各个分段作业内容，减少同时升柱；另外，对
矿井（如南一和南三采区）运料系统不完善，人工运料距离 长，需投入大量人力运料，造成掘进工作面直接施工人员大 幅度减少。②月亮田矿 1966 年开始建矿，1971 年建成投 产。巷道系统老化，压力大、变形严重，断面变小；影响大型 掘进设备（如综掘机）进退。制约矿井普遍推广先进综合机 械化掘进工艺；运料系统不完善，人工扛料距离长。需投入 大量人力运料，造成掘进工作面直接施工人员减少。如南 一 111217、南三 131013 等采面巷道掘进时，人工运料距离 都超过 1000m 以上。
单体液压支柱的一个重要特点就是初撑力高，设计额
定初撑力达 114KN，可以控制直接顶下岩层与上部岩层的 离层和运动，减免铆钉事故。但是，一些单体液压支柱的
实际初撑力工作面也发生过推跨型冒顶事故，经分析，工
作面支柱的实际初撑力低是重要原因。从我矿 111215 工 作面支柱初撑力的调查表明，平均初撑力 32KN，其中 32KN 以下的占 40%，32KN ～ 50KN 的占 32%，50KN 以 上的占 28%，为了解决这问题，本文对影响单体液压支柱 初撑力的各种因素进行了专题调查和分析，制定了加强初
浅谈单体液压柱初撑力的现状和政策
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％。
“三软”煤层单产单进水平影响因素分析及改进措施
摘
要 ：针 对清水 营煤 矿单 产 单进 水平 的现 状 ，从 水文地 质条 件 、 支护工 艺、 劳动组 织 、运
输 系统 等 方 面 ，说 明 了影 响矿 井单 产 单 进 水 平 的原 因 ，并 提 出 了在 “ 三 软 ” 煤层 中通 过 优 化 矿 井 系统 、合理 组 织 劳动 生 产 、改进 支护 工 艺等措施 来提 高矿 井单 产单进 水 平 。 关 键 词 ：“ 三软 ” 煤层 ；单 产单进 ；支护 工 艺 ；巷 道掘 进
２ ． １ 单 产水平
清水 营煤 矿 自 ２ ０ ０ ８年 投 产 以来 ，累计 生 产原 煤 ６ ８ ３
万ｔ ，最高年产量 ２ ４ １ 万ｔ ，其 中 ２ ０ １ ２年平均单 产水平 １ ０ ． ６
２ ． ２ 单进 水平
矿井 回采巷 道一 般 采 用综 合 机 械化 掘 进 工艺 ，开拓 、
擦角大致在 ３ ５ 。 ４ ４ ～ ３ ８ 。 ３ ３ ） ，岩 石强度 较低 ，抗水 、抗风
化 和 抗 冻 能 力 差 ，岩 石 坚 固 性 差 ，属 软 弱 类 底 板 。 因 此 清 水营煤矿二煤属典型 “ 三软”煤层 。
１ “ 三软 ” 煤 层概 况
清水 营煤矿含煤地层为侏罗 系中统延安组 （ Ｊ ２ ｙ ） ，二煤 为主要 可采的首采煤层 ，煤层平均 厚度 ５ ． ２ ５ ｍ，倾角 ２ ３ 。～ ２ ７ 。 ，煤层 顶底板岩体节理与 裂隙发育 ，岩层 富含水 ，顶板
石英含 量 为 ２ ９ ． ８ ％ （ 膨胀 力经 实验 ａ 之 间 ，膨 胀 率 大致 在 ５ ． ４ ６ ％ ～１ ０ ． ６ ７ ％ 之 间 ， 内摩
清 水 营 煤 矿 位 于 宁 夏 回族 自治 区 中 东 部 地 区 ，西 北 距 银川市 约 ５ ５ ｋ ｎ，行 政 区 划 属 灵 武 市 宁 东 （ ｉ 磁窑 堡 ） 镇管 辖。
单体液压支柱初撑力影响因素探讨
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
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。
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“三软”煤层单体液压支柱
初撑力偏低原因分析与对策
胡超，张春光，张文涛
(河南大有能源股份有限公司石壕煤矿，河南三门峡472123)
摘要该文通过对13261工作面单体液压支柱初撑力的测试，并对初撑力低的原因进行了分析，提出了保证单体液压支柱初撑力的措施，对矿井安全生产具有较大意义。
关键词“三软”煤层单体液压支柱初撑力不足原因措施
中图分类号TD355+．3文献标识码B
单体液压支柱以其投资小、操作方便，使用性强等优点在国内中小煤矿的使用率较高［1］。
但由于单体液压支柱初撑力低，支柱对顶板的支护能力大大减弱，极易造成顶板事故。
分析初撑力不足的原因，采取提高初撑力的措施，是保证矿井安全生产的重要手段［2］。
1工作面概况
13261工作面所采煤层为二叠系山西组二1煤层，厚度2 3．5m，倾角8 12ʎ，煤层呈粉末状，松软易冒落，顶底板岩性主要为炭质泥岩、泥岩，岩性较软，强度较低，属于典型的“三软”煤层。
采煤方法为走向长壁后退式采煤法，全部垮落法控制顶板。
工作面上、下巷均沿煤层顶板施工，采用U型棚+锚网+锚杆支护方式支护。
工作面沿底回采，采用DW22－25/100型单体液压支柱，2．4mπ型梁支护，成棚为一米四棚，两梁五柱。
一个圆班推进1m，工作面净棚距0．25m。
2试验研究
2．1试验测点布置
（1）首先记录泵站的压力。
（2）工作面切眼每隔20m测试一组数据，特殊情况要加测一组数据，每组数据测试的单体柱不能少于5根。
（3）安全出口、顺帮要各测一组数据，超前抬棚测试不少于2组数据。
（4）每个测量点要探清楚顶底煤情况及是否穿柱鞋、是否有水。
有水要加测一组数据。
（5）每个测量点要测量注液前和注液后的数据。
2．2试验数据
在井下对单体液压支柱实测数据中，其最小值为0MPa；最大值为5MPa，即支撑力为40kN。
具体试验数据见表1。
表1单体液压支柱实测数据
测试地点顶煤情况底煤情况是否穿柱鞋是否有水巷道高度（m）
注液前初
撑力（MPa）
比例
（%）
注液后初
撑力（MPa）
比例
（%）
安全出口20m 超前抬棚2．4m底渣是否1．9
0，217317
150450
316633
安全出口顶渣底渣是否1．7150350 2501，2，516．6
切眼煤墙侧顶渣底渣否否1．8187．51，225 212．5337．5
42．5
切眼老塘侧否否1．52，412．53，525 375450
切眼中柱否否1．60331，433 167334
2．3试验数据分析
通过对13261工作面单体液压支柱现场的实测，单体液压支柱的初撑力普遍较低。
在安全出口、工作面切眼中单体柱初撑力最大为6MPa，即50kN，比率为
*收稿日期：2012－02－02
作者简介：胡超（1974－），男，采矿工程专业大专，现从事行业：煤矿采掘技术研究与管理。
33%；注液前最小为0MPa，最大为4MPa；注液后，最小为1MPa，最大为6MPa，但平均为3MPa。
通过以上分析可知，初撑力较低是单体液压支柱工作面的普遍现象。
3单体柱初撑力不足的原因分析
（1）乳化液泵站的影响。
乳化液泵站是用来向单
体液压支柱输送乳化液的，它是液压系统的动力源，其工作性能直接影响到单体液压支柱的初撑力。
由于13261工作面液压泵站在上巷口附近，距离工作面切眼300m，长距离的输送对液压支柱的初撑力造成了一定的影响。
（2）“三软”煤层地质条件的影响。
由于开采的煤层是“三软”煤层，煤层松软，顶底板岩性多为泥岩，遇水极易发生膨胀，强度降低，承受载荷的能力很小，支柱极易钻底，使单体液压支柱初撑力下降。
（3）施工人员自身操作的影响。
工作面对单体液压支柱注液时，由于施工人员自身的素质、操作的熟练程度、思想认识、安全意识等的影响都对支柱初撑力产生影响，表现出来就是液压支柱的初撑力不足。
（4）多点作业、多把注液枪同时升柱。
共同用一个泵站，多个液压推移装置同时作业，回采工作面多处同时作业，极易造成支柱的初撑力不足。
（5）支柱本身质量影响初撑力。
有些支柱由于制造时质量的问题，达不到初撑力就漏液。
4保证单体液压支柱初撑力的措施
（1）乳化液泵站距离工作面切眼的距离不超过100m。
加强乳化液泵管系统的检修，调定乳化液泵的合理泵压。
（2）单体液压支柱遇底板松软的地方要穿铁柱鞋。
（3）加强对单体液压支柱质量的检测，对不合格的单体液压支柱坚决不投入井下使用。
（4）加强对井下施工人员的专业培训。
（5）避免多处同时用枪作业或多地点同时升柱。
工作面注液枪的设置位置应保证每10米1个，同时开启不得超过2个。
（6）成立单体液压支柱专职检查队伍，建立岗位责任制。
5结语
要保持单体液压支柱的初撑力水平，必须以先进的技术为基础，以教育培训为重点，以监督管理为保障，以综合治理为目标，多层次、分重点，共同努力，已达到最综理想的效果，保证矿井安全生产。
参考文献：
［1］石宇峰，苏轩．浅谈单体液压柱初撑力的现状和政策［J］．科技资讯，2011（21）：13 16
［2］万明福，李跃华．单体液压支柱初撑力低的原因分析［J］．中州煤炭，2009（9）：24 25。