麻家梁煤礦放頂煤工作面液壓支架選型

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com第16卷第4期(總第101期)煤礦開(kāi)采Vo1．16No．4(SeriesNo．101)2011年8月CoalminingTechnologyAugust2011麻家梁煤礦放頂煤工作面液壓支架選型趙明(煤炭科學(xué)研究總院安全裝備技術(shù)研究分院，北京100013)[摘要]通過(guò)對(duì)麻家梁煤礦地質(zhì)條件分析，采用頂板結(jié)構(gòu)分析估算法和數(shù)值模擬分析方法對(duì)液壓支架支護(hù)強(qiáng)度進(jìn)行確定，并確定放頂煤支架的架型、工作阻力及主要參數(shù)。[關(guān)鍵詞]放頂煤；支護(hù)強(qiáng)度；液壓支架[中圖分類(lèi)號(hào)]TD355．42[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)

2、碼]B[文章編號(hào)]1006-6225(2011)04-0074-02LectotypeofPoweredSupportforFuⅡ一mechanizedCavingMiningFaceinMajialiangColliery1煤層賦存條件與采煤工藝h：(考慮放頂煤的放出率為80％)Ap一1麻家梁井田初期以2個(gè)采區(qū)實(shí)現(xiàn)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)式中，q為工作面支架所需支護(hù)強(qiáng)度；Kd為基本頂失穩(wěn)時(shí)的動(dòng)載系數(shù)，一般取1．1～1．8；q為直接頂能力。一采區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，傾角僅1～3。，4號(hào)自重應(yīng)力；為直接頂巖層體積力；h為直接頂垮煤層

3、厚度4．65—8．99m，平均為6．65m，夾矸一般3—5層，含夾矸煤層平均厚度7．58m；二采區(qū)傾落充填高度；q。為支架上方頂煤自重應(yīng)力；。為煤角6。左右，4號(hào)煤層厚度7．94～10．66m，夾矸一層體積力；M為支架上方頂煤高度；M為煤層一次般3～5層，含夾矸原煤平均厚度9．44m，純煤平采出厚度；Kp為直接頂垮落碎漲系數(shù)，一般取1．25均為8．60m?！?．5。4號(hào)煤層頂板也以泥巖為主，底板以也泥巖為(1)根據(jù)工作面實(shí)際地質(zhì)情況，煤層厚度為9m時(shí)：主，有少量砂巖，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單。該礦井為低瓦斯礦井，煤塵有爆

4、炸危險(xiǎn)性，煤層屬易自燃煤=譬等=24(m)(取1．3)層，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。q=1．5×(2420×9．8×24+1400×9．8×(94號(hào)煤層平均埋深400m，采用綜采放頂煤開(kāi)—3．2))=0．9731(MPa)采時(shí)，頂煤易冒落。在一、二采區(qū)采煤機(jī)割煤高度按煤層厚度為9m時(shí)，支架最小支護(hù)強(qiáng)度為3．2m，放頂煤高度分別為4．38m和6．24m，采放0．9731MPa。比分別為1：1．37和1：1．95。(2)煤層厚度為10．5m時(shí)：2工作面支架合理支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算：=28(m)(Kp取1．3)針對(duì)麻家梁

5、礦井的實(shí)際地質(zhì)條件，結(jié)合分析以q=1．5×f2420×9．8×28+1400×9．8×往綜放支架工作阻力計(jì)算過(guò)程中支架工作阻力的構(gòu)(10．5—3．2))=1．146(MPa)成情況，主要應(yīng)用以下2種方法確定綜放工作面支按煤層厚度為10．5m時(shí)，支架最小支護(hù)強(qiáng)度架的合理支護(hù)強(qiáng)度：建立在支架工作阻力構(gòu)成分析為1．146MPa?；A(chǔ)之上的頂板結(jié)構(gòu)分析估算法，建立在支架與圍綜合考慮煤層厚度影響，此方法最終確定的支巖相互作用關(guān)系基礎(chǔ)之上的數(shù)值模擬分析方法。架支護(hù)強(qiáng)度為1．15MPa。2．1頂板結(jié)構(gòu)分析估算法2．2數(shù)值模擬計(jì)

6、算方法該計(jì)算方法的理論基礎(chǔ)是工作面支架工作阻力20世紀(jì)60年代，國(guó)內(nèi)外曾多次進(jìn)行了支架工承受直接頂和頂煤的載荷，并平衡基本頂失穩(wěn)時(shí)對(duì)作阻力P與頂板最終下沉量△之間關(guān)系的試驗(yàn)。支架的動(dòng)載，支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算公式為：根據(jù)實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)成果證明了工作阻力與頂板q=Ka(gd+q)最終下沉量AL(即由煤壁到采空區(qū)一側(cè))是一近qd=dh，q=Me[收稿日期]2011一o4—21【作者簡(jiǎn)介]趙明(1974一)，男，遼亍阜新人，工程師，從事液壓支架設(shè)計(jì)與研究工作。74學(xué)兔兔www.xuetutu.com趙明：麻家梁煤礦放頂煤工作面

7、液壓支架選型2011年第4期似的雙曲線(xiàn)，稱(chēng)為“P一△L”曲線(xiàn)。當(dāng)支架支護(hù)強(qiáng)210200度較小時(shí)，頂板(煤)下沉量會(huì)隨著支護(hù)強(qiáng)度的蠹增大而急劇減小，當(dāng)支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到一定范圍后，繼避l70續(xù)增大支護(hù)強(qiáng)度，對(duì)限制頂板(煤)下沉量的作垂16卯0用明顯減弱，也就是說(shuō)在支架支護(hù)強(qiáng)度和頂板140130OO3n5O_7O-91．1131(煤)下沉量關(guān)系曲線(xiàn)中存在一個(gè)拐點(diǎn)，這個(gè)拐點(diǎn)．5支護(hù)強(qiáng)度位a就是支架最合理的支護(hù)強(qiáng)度。基于上述理論，根據(jù)礦井實(shí)際地質(zhì)條件采用圖2煤厚10．5m時(shí)“P一△”曲線(xiàn)FLAC數(shù)值計(jì)算軟件進(jìn)行了模擬。計(jì)算中，

8、上邊界采用重力加載，采用莫爾一庫(kù)3液壓支架選型侖(Mohr—Coulomb)屈服準(zhǔn)則判斷巖體的破壞：3．1架型選擇1+sin一一√低位放頂煤支架主要有2種形式：一是反四連桿放頂煤支架；另一種是正四連桿放頂煤支架。由式中，，分別是最大和最小主應(yīng)力，c，分于反四連桿放頂煤支架受其結(jié)構(gòu)限制，在大工作阻別是黏聚力和內(nèi)摩擦角。力的情況下四連桿機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度較難保證，且不太適當(dāng)>O時(shí)，材