坚硬顶板液压支架高度确定及工作阻力计算.pdf

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1、2014年第39卷第5期能源技术与管理VoI．39No．5EnergyTechnolo~andMan~ement107doi：10．3969~．issn．1672-9943．2014．05．O41坚硬顶扳液压支架高度确定及工T隹阻力计算王成真(晋城煤业集团生产技术处，山西晋城048006)[摘要】液压支架高度和工作阻力是综采工作面支架选型最重要的2个指标参数。为了确定成庄煤矿15煤层开采液压支架的高度和工作阻力，依据该煤层地质钻孔中显示的煤层厚度绘制了15煤层等厚线图，并分盘区计算出不同煤层厚度范围相应的面积，根据煤层厚度的集中度确定了液压支架的高度。运

2、用采高容重法、顶板结构法及行业标准计算方法，对该矿坚硬顶板条件下液压支架的工作阻力进行了计算。通过与顶板条件相似的凤凰山矿15煤层工作面开采工程类比可知，成庄矿l5煤层开采液压支架工作阻力选择不低于12000kN是合理的。[关键词]坚硬顶板；液压支架高度；工作阻力；工程类比[中图分类号]TD355~．3[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2014)05107一O3层厚柱状编号岩石名称0引言／mrT_l1KR粉砂岩液压支架是综合机械化采煤工作面不可缺少19．22泥岩、粉砂岩的配套液压动力设备。支架高度和工作阻力是支架选型最重要的2个指标参数，对

3、支架的宽度、重8．08中粒砂岩量、油缸直径等参数起着决定性作用，也是工作面4．93粉砂岩及泥岩6．443煤其它设备配套选型的重要依据_l-3]。合理的支架高6．12泥岩及中砂岩度能够最大化地采出地下煤炭资源，且能使工作4．42＼，K粉砂岩、细砂岩1．64二／泥岩面快速推进，是工作面高效生产的关键因素；合理0．78＼5粉砂岩、细砂岩的支架工作阻力能够有效地控制矿山压力，确保8-33＼粉砂岩、泥岩2．44K石灰岩采场作业人员和设备的安全，是工作面顶板控制O．32煤和安全生产的最重要因素。现在，多数矿井工作面15．07泥岩、粉砂岩、细砂岩iO-39、8煤采用全

4、部垮落法处理采空区顶板，直接顶随采随6．20K5粉砂岩、中砂岩垮，液压支架的适应性较强，易于控制采场围岩应1．09／、9#煤16．45泥岩、粉砂岩、细砂岩力。而在一些矿区的煤层顶板，或某些矿区的个别0．50

5、K4石灰岩煤层顶板较坚硬，直接顶即为基本顶，采空区顶板2．53’／13煤及泥岩3I391Lr』—T』下．LK3石灰岩不易垮落，工作面支架所承受的围岩应力增大，易0．437l煤出现采空区顶板大面积垮塌及支架压架现象。可6．55／fII、泥岩、粉砂岩10．44lIK2石灰岩见，在液压支架选型时，特别是在坚硬顶板条件3．68l5煤下，研究液压支架的高度和工

6、作阻力，对于煤矿综9．76泥岩、粉砂岩4、／采工作面安全高效开采具有重要意义。．41K1细砂岩图1矿井地质柱状图1矿井煤层顶底板概况成庄矿主要可采煤层具体情况为：①3煤层：成庄煤矿是晋城煤业集团的主力生产矿井之3煤层位于山西组下部，沉积稳定，上距K底界一，生产能力为830万。井田内含煤地层中可32．23m，下距K7顶面6．12m。厚4．30～7．68m，平采及局部可采煤层有3层，煤层编号自上而下为均6．44m，硬度为0．2—0．4。结构简单，含夹矸0—3、9、15"，可采煤层平均厚12．15m。成庄煤矿矿4层，一般13层，夹矸厚度不大，单层最大厚度井地质

7、柱状图如图1所示。0．35m，一般小于O．20m。煤层顶板多为粉砂岩，2014年10月108王成真坚硬顶板液压支架高度确定及工作阻力计算Feb．，2014底板多为泥岩，少数为粉砂岩，为全区稳定的主要表1成庄矿15煤层各盘区煤层厚度分布情况可采煤层，也是矿井目前的开采煤层。②9煤层：位于太原组中部，下距K灰岩19．48in，距15煤40．29111_，沉积较稳定。厚0．15～2．00in，平均厚1．09m，含矸0～2层，结构简单。顶板为粉砂岩，底板为粉砂岩，局部为泥岩，为较稳定的大部分可采煤层。③l5煤层：位于太原组底部，下距K。奥灰岩顶面9．76m。厚1

8、．29—5．63in，平均3．68I11。结构复杂，含夹矸0～7层，一般1～4层。顶板为从表1可看出，成庄矿15煤层中，多数区域K石灰岩，个别地段为泥岩；底板为泥岩，局部为煤厚集中在2．5—4in，从一盘区至其它盘区，4in粉砂岩。为全区稳定的主要可采煤层。以上煤厚的区域逐渐增多。各盘区煤厚2．5～5In成庄矿分5个盘区进行开拓。目前，该矿3所占的比例均在90％左右，二盘区2．5～5In煤厚煤层一盘区、二盘区已开采完毕，三盘区即将开采所占比例高达97，94％。因此，可以将支架最低高完毕，主采四盘区和五盘区。现l5煤层一盘区开度定为2．4ITI，最大高度定

9、为4．5m，即支架高度拓延伸，首采工作面即将圈定，需要对首采工作面2．4～4．5