对于厚松散层浅埋深煤层综采面液压支架设计选型

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1、2015年第2期中州煤炭总第230期厚松散层浅埋深煤层综采面液压支架设计选型孔凡德，刘庆礼(煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南郑州450007)摘要：液压支架的设计选型是煤矿工作面综采设备选型和配套的核心，结合内蒙古海华煤炭有限公司江木图南井的地质条件，分析厚松散层浅埋深煤层综采工作面矿压规律及特点，利用估算法确定液压支架合理的支护阻力，选用技术参数合理、经济效益突出的液压支架，为类似条件的支架选型提供了新的方法和手段。关键词：厚松散层；浅埋深；液压支架中图分类号：TD355．42文献标志码：

2、B文章编号：1003—0506(2015)02—0076～03神府一东胜煤田是我国已探明的最大煤田，主(2)砂质泥岩抗压强度。①自然状态11．7～要含煤地层为侏罗系中一下统延安组，具有煤层赋l9．7MPa，平均15．27MPa；②吸水状态1．8～3．7存埋藏浅、基岩层薄、地表覆盖松散层厚等典型特MPa，平均2．87MPa；③坚固性系数1．19～1．97，平点。东胜煤田的开采实践表明，尽管浅埋煤层的矿均1．58。井地质及开采技术条件都比较优越，但在工作面开根据上述力学指标，4-1煤层直接顶属于I类采后

3、基岩层将发生全部破断，松散层将随破断的基不稳定顶板；底板属于Ⅱ类松软底板(图1)。岩层发生同步下沉运动，上覆岩层中无法形成完整岩石名称及岩性描述累深，层厚，柱状的三带，工作面矿压显现剧烈，对工作面形成瞬m间冲击载荷，常伴随溃水、溃沙等灾害，严重影响安红黏土：黄红一紫红色，半固结状，以泥岩^工^成分为主，粉砂次之，松散状。3．103．1O一一一全生产。因此，针对浅埋深煤层覆岩活动的特殊性，一一砂砾岩：紫红色，不等粒状结构，砾石成分498546研究浅埋深煤层综采工作面液压支架选型设计，对．75混杂，滚圆

4、度好，大小不等。工作面安全生产具有重要的现实意义。泥岩：浅灰紫色，泥质结构，含高岭土。53．753．901矿井地质条件3-2煤：黑色，细条带结构，层状构造，为56-352暗煤．60。内蒙古海华煤炭有限公司江木图南井位于东胜中一细粒砂岩：灰色，碎屑结构，块状构造，煤田北部，井田为一个单斜构造，煤层倾角平缓，含中细粒砂的主要成分为石英，禽有少量云母73．5017．15和暗色矿物，泥质胶结。兰．_煤地层为侏罗系中下统延安组，可采煤层7层。根粉砂质泥岩：灰色，粉砂泥结构，层状构81．057．55据井田煤层赋

5、存情况，设计上部煤层(3—2煤层)部造。分采用露天开采，下部煤层采用井工开采。目前，3．4-1煤：黑色，细条带结构，层状构造，82．451．40为暗煤82．7O0．25，，匮2煤层露采区已基本开采完毕，形成内排土场区，并。83．350．65／盼砂质泥岩：灰色，粉砂泥结构，层状结构。91．358oo兰-恢复到原有标高，井工初期设计开采4-1煤层。4—1．煤层平均煤厚2m，与上部的3—2煤层平均间距20图14-1煤层顶底板综合柱状m，煤层埋深平均60m，4—1煤层顶板岩性以泥岩、砂质泥岩为主；底板岩性与

6、顶板相同。2矿压显现规律及特点分析(1)泥岩抗压强度。①自然状态14．0～16．8根据煤层赋存条件，海华公司江木图南井井工MPa，平均l5．55MPa；②吸水状态3．3～9．6MPa，初期开采4．1煤层，该煤层属于厚松散层浅埋深煤平均5．77MPa；③坚固性系数1．43～1．72，平均层，并且上覆部分地层被露天开采所破坏，国内外类1．59似条件下的实际观测和理论研究结果表明，在开采过程中，浅埋深及松软顶板难以形成“梁”或“板”结收稿日期：2014—11—13构，随着工作面推采，松软顶板将产生裂缝，形

7、成块作者简介：孔凡德(1979一)，男，河南信阳人，工程师，硕士，2006年体，表现为整体切落，易于出现顶板台阶下沉，因而毕业于河南理工大学，现从事项目管理和设计工作。·76·2015年第2期孔凡德，等：厚松散层浅埋深煤层综采面液压支架设计选型总第230期可视顶板岩层为碎块体，即松散介质。这些块体相并且4-1煤层上部的3．2煤层部分采用露天开采，互挤压，相互作用，形成“压力拱”结构，如图2所属于典型的浅埋深煤层。示，并随着开采，“压力拱”范围不断增大，当工作面3浅埋深综采面液压支架架型选择推进到一定

8、距离时，“压力拱”失稳破坏，产生初次来压，当拱顶高度接近地表时，压力拱内主结构岩层液压支架是综采面主要设备之一，在设备投资失稳破坏，造成工作面更剧烈的来压，随之拱外次结中占据比例较大，其关系到工作面的安全生产和工构内岩体破坏，造成地表下沉，压力拱结构周期性失作面高产高效的实现，选择合理的支架是浅埋煤层控并前移，引起工作面周期来压。综采论证的关键。根据浅埋深综采工作面矿压显现规律及特点，上覆岩层较薄，很难形成“梁”或“板”结构，随着工作面的推进，易于出现顶板台阶下沉，形