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1、2015年第2期中州煤炭總第230期厚松散層淺埋深煤層綜采面液壓支架設(shè)計(jì)選型孔凡德，劉慶禮(煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，河南鄭州450007)摘要：液壓支架的設(shè)計(jì)選型是煤礦工作面綜采設(shè)備選型和配套的核心，結(jié)合內(nèi)蒙古海華煤炭有限公司江木圖南井的地質(zhì)條件，分析厚松散層淺埋深煤層綜采工作面礦壓規(guī)律及特點(diǎn)，利用估算法確定液壓支架合理的支護(hù)阻力，選用技術(shù)參數(shù)合理、經(jīng)濟(jì)效益突出的液壓支架，為類似條件的支架選型提供了新的方法和手段。關(guān)鍵詞：厚松散層；淺埋深；液壓支架中圖分類號(hào)：TD355．42文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1003—0506(2015)02—0
2、076～03神府一東勝煤田是我國(guó)已探明的最大煤田，主(2)砂質(zhì)泥巖抗壓強(qiáng)度。①自然狀態(tài)11．7～要含煤地層為侏羅系中一下統(tǒng)延安組，具有煤層賦l9．7MPa，平均15．27MPa；②吸水狀態(tài)1．8～3．7存埋藏淺、基巖層薄、地表覆蓋松散層厚等典型特MPa，平均2．87MPa；③堅(jiān)固性系數(shù)1．19～1．97，平點(diǎn)。東勝煤田的開采實(shí)踐表明，盡管淺埋煤層的礦均1．58。井地質(zhì)及開采技術(shù)條件都比較優(yōu)越，但在工作面開根據(jù)上述力學(xué)指標(biāo)，4-1煤層直接頂屬于I類采后基巖層將發(fā)生全部破斷，松散層將隨破斷的基不穩(wěn)定頂板；底板屬于Ⅱ類松軟底板(圖1)。巖層發(fā)生同步下沉運(yùn)
3、動(dòng)，上覆巖層中無法形成完整巖石名稱及巖性描述累深，層厚，柱狀的三帶，工作面礦壓顯現(xiàn)劇烈，對(duì)工作面形成瞬m間沖擊載荷，常伴隨潰水、潰沙等災(zāi)害，嚴(yán)重影響安紅黏土：黃紅一紫紅色，半固結(jié)狀，以泥巖^工^成分為主，粉砂次之，松散狀。3．103．1O一一一全生產(chǎn)。因此，針對(duì)淺埋深煤層覆巖活動(dòng)的特殊性，一一砂礫巖：紫紅色，不等粒狀結(jié)構(gòu)，礫石成分498546研究淺埋深煤層綜采工作面液壓支架選型設(shè)計(jì)，對(duì)．75混雜，滾圓度好，大小不等。工作面安全生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。泥巖：淺灰紫色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，含高嶺土。53．753．901礦井地質(zhì)條件3-2煤：黑色，細(xì)條帶結(jié)構(gòu)，層狀
4、構(gòu)造，為56-352暗煤．60。內(nèi)蒙古海華煤炭有限公司江木圖南井位于東勝中一細(xì)粒砂巖：灰色，碎屑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，煤田北部，井田為一個(gè)單斜構(gòu)造，煤層傾角平緩，含中細(xì)粒砂的主要成分為石英，禽有少量云母73．5017．15和暗色礦物，泥質(zhì)膠結(jié)。蘭．_煤地層為侏羅系中下統(tǒng)延安組，可采煤層7層。根粉砂質(zhì)泥巖：灰色，粉砂泥結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)81．057．55據(jù)井田煤層賦存情況，設(shè)計(jì)上部煤層(3—2煤層)部造。分采用露天開采，下部煤層采用井工開采。目前，3．4-1煤：黑色，細(xì)條帶結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，82．451．40為暗煤82．7O0．25，，匱2煤層露采區(qū)已基本開采完畢
5、，形成內(nèi)排土場(chǎng)區(qū)，并。83．350．65／盼砂質(zhì)泥巖：灰色，粉砂泥結(jié)構(gòu)，層狀結(jié)構(gòu)。91．358oo蘭-恢復(fù)到原有標(biāo)高，井工初期設(shè)計(jì)開采4-1煤層。4—1．煤層平均煤厚2m，與上部的3—2煤層平均間距20圖14-1煤層頂?shù)装寰C合柱狀m，煤層埋深平均60m，4—1煤層頂板巖性以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主；底板巖性與頂板相同。2礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及特點(diǎn)分析(1)泥巖抗壓強(qiáng)度。①自然狀態(tài)14．0～16．8根據(jù)煤層賦存條件，海華公司江木圖南井井工MPa，平均l5．55MPa；②吸水狀態(tài)3．3～9．6MPa，初期開采4．1煤層，該煤層屬于厚松散層淺埋深煤平均5．77MPa；
6、③堅(jiān)固性系數(shù)1．43～1．72，平均層，并且上覆部分地層被露天開采所破壞，國(guó)內(nèi)外類1．59似條件下的實(shí)際觀測(cè)和理論研究結(jié)果表明，在開采過程中，淺埋深及松軟頂板難以形成“梁”或“板”結(jié)收稿日期：2014—11—13構(gòu)，隨著工作面推采，松軟頂板將產(chǎn)生裂縫，形成塊作者簡(jiǎn)介：孔凡德(1979一)，男，河南信陽人，工程師，碩士，2006年體，表現(xiàn)為整體切落，易于出現(xiàn)頂板臺(tái)階下沉，因而畢業(yè)于河南理工大學(xué)，現(xiàn)從事項(xiàng)目管理和設(shè)計(jì)工作?！?6·2015年第2期孔凡德，等：厚松散層淺埋深煤層綜采面液壓支架設(shè)計(jì)選型總第230期可視頂板巖層為碎塊體，即松散介質(zhì)。這些塊體相
7、并且4-1煤層上部的3．2煤層部分采用露天開采，互擠壓，相互作用，形成“壓力拱”結(jié)構(gòu)，如圖2所屬于典型的淺埋深煤層。示，并隨著開采，“壓力拱”范圍不斷增大，當(dāng)工作面3淺埋深綜采面液壓支架架型選擇推進(jìn)到一定距離時(shí)，“壓力拱”失穩(wěn)破壞，產(chǎn)生初次來壓，當(dāng)拱頂高度接近地表時(shí)，壓力拱內(nèi)主結(jié)構(gòu)巖層液壓支架是綜采面主要設(shè)備之一，在設(shè)備投資失穩(wěn)破壞，造成工作面更劇烈的來壓，隨之拱外次結(jié)中占據(jù)比例較大，其關(guān)系到工作面的安全生產(chǎn)和工構(gòu)內(nèi)巖體破壞，造成地表下沉，壓力拱結(jié)構(gòu)周期性失作面高產(chǎn)高效的實(shí)現(xiàn)，選擇合理的支架是淺埋煤層控并前移，引起工作面周期來壓。綜采論證的關(guān)鍵。根
8、據(jù)淺埋深綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及特點(diǎn)，上覆巖層較薄，很難形成“梁”或“板”結(jié)構(gòu)，隨著工作面的推進(jìn)，易于出現(xiàn)頂板臺(tái)階下沉，形
