“孤岛”综放工作面液压支架选型设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com第17卷第4期(总第107期)煤矿开采Vo1．17No．4(SeriesNo．107)2012年8月CoalminingTechnologyAugust2012“孤岛”综放工作面液压支架选型设计佟友(天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013)[摘要]为改善唐安煤矿“孤岛”综放工作面的支护状况，采用理论分析与数值模拟方法对“孤岛”综放工作面的应力分布规律进行研究，确定了支架的主要技术参数。研究结果表明：“孤岛”综放工作面超前支承应力明显高于一般综放工作面，矿山压力显现剧烈，确定支架支护强度应大于0．91MPa。经实践检验，该支架能

2、够很好地满足工作面支护要求，对具有类似条件的矿井具有很好的参考价值。[关键词]“孤岛”综放工作面；液压支架；选型设计；数值模拟；支护强度[中图分类号]TD355．42[文献标识码]B[文章编号]1006—6225(2012)04-O044—03PoweredSupportLectotypeandDesignfor“Island”Full-mechanizedCavingMiningFace随着我国煤炭资源的大规模开发，许多矿井陷煤层倾角0～5。。入资源匮乏的窘境，为了满足工作面生产接续的需煤层伪顶一般为薄层状黑色炭质泥岩，质软，要，初期采用“跳采”的工作面，现在不得不面随采随

3、落，厚度约为0．4m。当伪顶不发育时，煤临“孤岛”开采的情况。层直接与直接顶或基本顶接触。直接顶为灰黑色泥对比一般非“孤岛”综放工作面，“孤岛”综质细粒结构的泥岩，质软，完整性较好，厚度约为放工作面由于受前期两侧工作面开采及本次工作面2．7m。基本顶为灰黑色中粒结构的细砂岩，质硬，开采的叠加影响，应力集中程度及矿压显现程度加完整性较好，厚度约为4．8in。煤层直接底为灰黑剧，巷道维护困难(巷道超前支护达到一百多色含炭化物碎片的粉砂岩，中等硬度，完整性较米)，且容易引发冲击地压_4J。目前，对普通综好，厚度约2．2m。基本底为灰黑色含少量白云母放工作面覆岩破断结构与支承压力分布

4、规律已进行碎片的砂质泥岩，质软，厚度约1．2m。盘区内有了较多的研究，放顶煤液压支架的选型设计日小断层和小的陷落柱，但对回采无太大影响。煤的趋成熟，但针对“孤岛”综放工作面支架的选型坚固性系数厂=3，重力密度1．45t／m，属不易自燃设计还缺乏研究。煤层。本文以理论分析及数值模拟为基础，对唐安煤2数值模拟计算及分析矿“孤岛”综放工作面支架主要技术参数进行论证，研究确定了支架的合理支护强度，对于该条件2．1数值模拟计算方案下综放工作面的安全开采具有一定的参考价值。唐安煤矿3号煤层埋深约为350m，工作面最大机采高度为3．0m，平均放煤高度为3．11m，已1矿井概述开采工作面长度

5、为180m，待开采工作面长度为180m，中间保护煤柱宽度为16m，工作面布置情唐安煤矿752水平四盘区工作面初期采用“跳采”，后期布置的工作面两侧均为采空区，工况见图1所示。作面矿山压力显现剧烈，现有支架支护强度为0．6MPa，工作面顶板下沉、煤壁片帮、冒顶严重，煤煤不能满足工作面支护要求。已采工作面未采工作面已采工作面柱柱矿井现开采3号煤层，该煤层赋存于山西组下部，为井田内主要可采煤层，结构单一，赋存稳定。煤层厚度为5．58—6．67m，平均6．11m，厚度图1工作面布置变化不大，含夹矸1～2层，变异系数R=4．72％，模型依照唐安煤矿实际工程地质情况建立，先[收稿日期]2

6、012-02-02[作者简介]佟友(1977一)，男，河北秦皇岛人，工程师，现从事液压支架设计工作。学兔兔www.xuetutu.com佟友：“孤岛”综放工作面液压支架选型设计2012年第4期对左侧工作面进行开挖，然后对右侧工作面进行开进行分析。挖，并对模拟结果进行分析，然后对左右工作面进2．2数值模拟结果及分析行回填，并进行岩石力学参数的弱化(模拟采后工作面每次推进5m，两侧工作面开挖的垂直顶板岩层垮落充填，并经过一定时期稳定的情应力分布见图2所示，其推进到105m时的超前支况)，最后对中间工作面进行开挖，并对模拟结果承应力分布规律见图3所示。b—l2oooe．+oo7幻一

7、Il0o0c+O一1ooooe'~o7协-9．ooooe~o6-8瑚00州一7O∞0e“，06协吨0口00c州，06一5ooooe+oo5∞145294e+006图2两侧工作面开挖的垂直应力最大采高大0．2～0．4m左右，取均值0．3，则：H=M+O．3=3．0+0．3=3．3(m)选取支架最大结构高度为3300ram，根据支架立柱伸缩比的要求，支架最低高度确定为1700ram。3．2支架支护强度的确定3．2．1顶板结构分析估算法顶板结构分析估算方法的理论基础是工作面支图3超前支承应力分布规律架工作阻力