单体液压支柱工作面顶板管理浅谈

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1、湖南华润煤业唐洞煤矿有限公司摘要：近几年来，单体液压支柱的推广使用,大大改善了采煤面的顶板管理,减少了顶板事故的发生,促进了生产的发展。本文就我矿多年来使用单体液压支柱的情况,肤浅地谈一谈这种支护装备对顶板控制效果的思考。关键词：单体液压支柱；顶板管理；安全效果；分析1.概况矿井在八十年初采煤工作面都是使用金属摩擦支柱支护顶板。自85年起矿井才开始使用单体液压支柱,目前,矿井共三个回采工作面,全部都使用单体液压支柱配π型钢梁支护顶板。经过年多的生产实践及矿压观测证明,单体液压支往的支护性能基本上适应我矿各类顶板的变化规律,煤层顶饭得到了控制,解决了多种采煤方法的

2、顶板管理问题,收到了比较好的安全效果和经济效果。2．采面顶板支护设计依据顶板压力确定支护的强度、密度进行计算，来确定采面支护的排、间柱，再按直接顶破碎与否，确定顶梁类型，背顶要求。2.1矿压显现参数根据矿井多年对采煤工作面顶板压力观测,矿压显现规律如下：⑴、工作面的初次垮落步距为11～20m左右，垮落前支柱最大工作阻力为161.7KN，活柱最大压缩量13mm。⑵、初次来压步距为18～22m，顶板下沉量为100～200mm，147mm/h，支柱工作阻力为123.2KN。⑶、周期来压步距为10～15m，顶板下沉量为60～100mm，55mm/h，支柱工作阻力为120

3、.5KN。⑷、超前压力影响范围12～20m，最强烈为8～12m。2.2支护设计2.2.1顶板压力的确定：其计算公式为P=k1.r.H×9.8×102（N/m2）K1顶板压力系数，一般为K=4～8取4r岩石容重2.5t/m3。H工作面采高1.8米；2.2.2每根支柱支护面积的确定：S=F平/（k2.P）S—每根支柱支护面积（m2）F平（平均工作阻力）=294（额定工作阻力）×0.8=235.2KNK2安全系数，一般为1.05～1.10取K=1.05P—单位面积顶板压力（N/m2）2.2.3支柱排距、柱距及迎山角的确定：根据工作面顶板岩性、控顶方式、邻近煤层顶板活动

4、情况及工作面π型钢梁长度，确定排距1.0m，验算柱距：ａ=S/（k3.b）a—柱距S—每根支柱支护面积（m2）b—1.0m（排距）k3——柱距安全系数（一般为1.4～1.6），取1.4由公式：P=k1·r·H×9.8×103S=F平/（k2.P）ａ=S/（k3×b）可推得a=F平/K1×K2×k3×H×r×b×9.8×103a=235.2/4×1.05×1.4×1.8×2.5×1.0×9.8×103=0.91ｍ式中：F平（平均工作阻力）=294（额定工作阻力）×0.8=235.2KNH工作面采高1.8米；K1顶板压力系数，取K=4。r岩石容重2.5吨/m3。K2

5、安全系数，取K=1.05。k3——柱距安全系数1.4。b—1.0m（排距）a—柱距根据顶板管理有关规定及采面顶板压力显现规律，工作面支柱的柱距取0.8m。支柱迎山角沿倾斜方向向上迎2～3，沿走向方向往老塘迎1～2。架设时支柱必须成排、成行、成直线，其偏差不超过±100毫米。3.工作面顶板支护要求3.1工作面支护.根据工作面采高，顶底板岩性及顶板下沉量,选用外注式系列单体液压支柱配л型梁支护,一梁三柱走向棚,二根一组，组间距0.8m，交替迈步前移，梁长2.4ｍ，梁间隔0.2m。梁端至煤壁不得大于300㎜；初撑力不小于90KN（11.47ＭＰａ），(工作面底板松软时

6、必须下好底梁和穿好铁鞋并随工作面推进而循环使用，回采工作面放炮前后要实行二次注液)；煤层底板较坚硬时,单体液压支柱脚眼必须找毛,确保护效果.支护顶板正常情况下，每架棚背顶4组（两根一组）1.2米长的杂棒；顶板破碎时，每架棚背顶1.2米长木板皮4块。3.2特殊支护⑴、密柱：采用单排密集支柱切顶，每空两根密柱，支柱应打紧、打牢、打对山，严禁打在浮煤、矸上，并保证有足够的初撑力。⑵、丛柱：初次放顶或正常放顶时，放顶局部悬顶或冒落高度不充分[﹥（2×5）m2]，必须架设丛柱，每5m一组，每组三根支柱呈“品”字型架设，且必须打紧、打牢、打对山。⑶、靠帮支柱：断层处、破碎带

7、及工作面压力大，造成煤壁片帮，炮道超过规定的地段及采高大于1.6米处都必须打好靠帮临时支柱，其间距为0.8米，煤壁用木板皮卡紧，顶板用4组杂棒和木板皮接实。⑷、戗柱：对于回采工作面大面积未来顶及俯斜开采地段则架设戗柱，其支护方式为液压支柱配圆木，靠近切顶线架设，沿倾斜方向一梁三柱，支柱间距0.8米。3.3运输巷、回风巷及端头顶板控制3.3.1采面上、下端头支护：工作面刮板运输机头尾处使用“四对八梁”支护一梁三柱，交替迈步前移，固定专人负责，超前回采工作面一排，倾斜长度不低于4.0米。梁长为2.6m的Л型钢梁，每组两根，间隔0.2m，其中一根迈步1.0m，每组间距

8、0.8m。上、下端头第一