煤矿围岩控制及监测课程设计综采工作面控顶设计本科论文.doc

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1、中国矿业大学《煤矿围岩控制及监测》课程设计姓名：学号：学院：应用技术学院专业：采矿工程设计题目：综采工作面控顶设计指导教师：职称：二〇一六年六月目录16目录1工作面条件21.1工作面地质条件21.2工作面技术条件32控顶设计32.1防漏32.1防压42.3防推113支架的选型123.1支架参数要求123.2支架型号确定144主要结论14参考文献15致谢15数字编号：11.11.1.1一级居中，二三级顶格目录16数字编号：11.11.1.1一级居中，二三级顶格数字编号：11.11.1.1一级居中，二三级顶格数字编号：11.11.1.1一级居中，二三

2、级顶格数字编号：11.11.1.1一级居中，二三级顶格数字编号：11.11.1.1一级居中，二三级顶格数字编号：11.11.1.1一级居中，二三级顶格1工作面条件1.1工作面地质条件某工作面所在采区煤层倾角为16°，工作面沿倾斜方向布置，沿走向推进。该工作面设计面长220m，采用综合机械化开采，由西向东推进，推进长度1500m。由西边界向东边界，每隔300m布置一个钻孔，共计6个钻孔，有关资料见表1。表1有关钻孔资料岩性123456碎胀系数细砂岩2.32.52.62.42.12.71.15页岩4.14.23.53.73.84.11.25中砂岩5.

3、55.75.15.75.25.41.20泥岩3.23.33.53.84.04.21.24细砂岩44.13.83.53.23.81.15页岩2.62.72.52.83.03.11.22泥岩1.21.41.51.20.80.71.30细砂岩2.22.52.42.52.12.81.18页岩4.14.23.53.73.84.11.23中砂岩2.52.73.12.72.23.41.22泥岩2.22.32.52.82.02.21.25细砂岩55.15.85.55.25.81.10页岩3.62.73.52.83.04.11.25泥岩1.21.41.51.20.

4、80.71.25煤3.83.53.03.33.63.21.30细砂岩5555551.15注：表中单位为m。目录161.2工作面技术条件工作面采用综合机械化采煤工艺。综合机械化采煤是指采煤工作面全部生产过程，即机械破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理及回采巷道运输、掘进等全部机械化。综合机械化采煤的设备。综采工作面的主要设备有：采煤机、可弯曲刮板输送机、转载机、自移式液压支架。刮板输送机是综合机械化采煤工作面的主要运输设备。除了运送煤之外，还可作为采煤机械的运行轨道，液压支架移动的支点。固定采煤机有链牵引的拉紧装置或无链牵引的齿轨，并有清理工作面浮煤

5、，放置电缆、水管、乳化液胶管等功能。2控顶设计综采工作面的控顶设计，主要是确定支架架型、支架工作阻力与初撑力以及支架的高度等。不论是选用现有支架，还是设计新支架，都要在上述控顶原则的基础上来进行。在设计过程中，本着一切从最不利的条件出发。下面按防漏、防压、防推进行叙述。2.1防漏由本设计的煤层顶板条件，煤层上方有直接顶，并且有伪顶，同时要实现高产高效，因此应选用支撑掩护式液压支架。本设计直接顶比较软弱，如果端面距过大，容易引起端面冒落。目录16在这种条件下，综采工作面端面距不超过340mm。实践表明，支架初撑力越大，顶板的下沉量将越小，端面冒高也

6、将越小。支撑掩护式液压支架由于本身有香煤壁的推力，初撑力越大推力将越大，越有利于控制端面冒落。为防止发生端面冒落，综采工作面端面冒落高度不超过300mm，对正常生产影响不大，这时所需的支架初撑力(kN/架)目前只能通过调压实验或日常监测来确定。2.1防压1.支架的工作阻力应能支撑住工作空间及采空区上方垮落带岩层的重量—安全系数，取1.2－支架工作阻力KN—每架支架所控制的工作面长度，1.5m/架；—垮落带直接顶岩层平均容重，22；—垮落带直接顶厚度,m；—直接顶岩梁长度，即，为端面距340mm，支架顶梁长度420mm，为直接顶岩层在支架顶梁后的极

7、限悬顶距；目录16—垮落带中第i层老顶及其附加岩层的平均容重，23；—垮落带中第i层老顶及其附加岩层的厚度；—垮落带中第i层老顶的岩块长度，=30，=25m(经验)；—为煤层倾角16°，cosα=0.96；—考虑掩护梁上有冒矸载荷及立柱不垂直顶梁的系数，取90%；(1)第一个钻孔：为初放阶段的顶板控制老顶初次来压时工作阻力式中—（老顶初次来压步距，经验取30m），15m；代入数据得P=1.5(22×4.8×6.54+23×7.2×30+23×6.6×15）×0.96×1.20.9=15236KN/m3(2)第二个钻孔P=1.5(22×4.1×6.

8、54+23×7.4×30+23×2.7×25）×0.96×1.20.9=13916KN/m3目录16(3)第三个钻孔P=1.5(22×4