1--孤岛_综放工作面液压支架选型设计_佟友
采煤工作面液压支架的选型
液压支架的选型一、确定架型按顶板分类方案对液压支架的架型进行初选。
根据煤炭部（ 81）煤科字第429 号文件关于《缓倾斜煤层工作面顶板分类》方案，按稳定性不同直接顶分为四类，按来压强度不同将老顶分为四级，并分别提出相应的架型、支护强度和顶板管理方法。
1、顶板分类（级）直接顶分为四类，见〔Ⅰ〕。
老顶分为四级，见〔Ⅰ〕。
2、架型与支护强度初选正确选择支架的架型，对于提高综采工作面的产量和效率，充分发挥综采设计的效能，实现高产高效，是一个很重要的因素。
在具体选择架型时，首先要考虑煤层的顶板条件，〔Ⅰ〕表 9-1 就是根据国内外液压支架的使用经验，提出了各种顶板条件下适用的架型。
它是选择支架架型的主要依据。
对于不同类（级）顶板，其架型、支护强度的选择见〔Ⅰ〕。
液压支架架型的选择除了取决于顶板条件之外，还应考虑以下因素，并结合各类支架的不同性能和特点，最终选择一种较为合理的架型。
⑴厚度煤层厚度不但直接影响到支架的高度和工作阻力，而且还影响到支架的稳定性。
当煤层厚度大于 2.5~2.8m( 软煤取下限 ,硬煤取上限 )时，选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架。
当煤层厚度变化较大时，应选用调高范围大的支架。
⑵煤层倾角煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角大时易发生倾倒、下滑等现象。
当煤层倾角大于10 0 ~ 15 0时，应设防滑和调架装置，当倾角超过18 0时，应同时具有防滑防倒装置。
⑶底板性质底板承受支架的全部载荷，对支架的底座影响较大，底板的软硬和平整性，基本上决定了支架底座的结构和支承面积。
选型时，要验算底座对底板的接触比压，其值要小于底板的允许比压（对于砂岩底板，允许比压为 1.96 ~ 2.16 Mpa, 软底板为0.98 Mpa左右）。
⑷瓦斯涌出量对于瓦斯出量大的工作面，支架的通风断面应满足通风的要求，选型时要进行验算。
⑸地质构造地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板允许暴露面积和时间分别在5~8 m2和20m in以下时，暂不宜采用液压支架。
准大采高综放工作面液压支架选型设计
支架 工作 阻 力 的确 定 一直 是综 放工 作面 设备 选 型 中最 主要 的 问题之 一 ，因此 对综 放工 作 面支 架阻
力确 定 方法 的研 究 不 断 地 深 入 。 屯 留 煤 矿 ３ 煤 层
综放 工 作面 支架 工作 阻力 的确 定 ，主要 建立 在 支架 工 作 阻力构 成分 析基 础之 上 的估算 法 ；建 立在 支架 与 围岩相互 作用 关 系基 础之 上 的数值 模拟 方 法 。
Ｌｅ ｔ ｔ ｐｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｗｅ ｅ ｕｐ ｒ ｎ Ｆｕ ｌｍ ｅ ｈａ ｉ ｅ ｖ ｎ ｃ ｏ ｙ ｓｇ ｆ Ｐｏ ｒ ｄ Ｓ ｐｏ ｔｉ ｌ－ ｃ ｎ ｚ ｄ Ｃａ ｉ ｇ Ｍ ｉ ｎｇ Ｆａ ｅ ｗｉｈ Ｌａ ｇ ｉ ｎｇ Ｈｅ ｇ ｔ ｉ ｎ ｃ ｔ ｒ ｅＭ ｎ ｉ ｉｈ
大愈好 。在煤 层地 质构 造 ，特别 是断 层较 多 的情况 下 ，采用轻 型放 顶煤 支架 较 为有 利 。 矿开采 ３ 煤层 的条 件及相邻矿井综放开采工作面支架应用情况 ， 采用
双 输送 机插 板式 低位 放顶 煤 支架 。这 种支 架又 可分 为正 四连杆 和 反 四连杆 放顶煤 支 架 。正 四连杆 支架
行人空间大 ，放煤空间受割煤高度影响小 ，但反四
连杆 放顶煤 支 架 后部放 煤 空间大 ，且 支架 通 风断 面
也较 同样 配套 的正 四连 杆放 顶煤 支 架大 。但 考虑 到
煤层强度低 ，支架工作高度可能变化大 ，反四连杆 支架较适应采煤机割煤高度较稳定的工作面，当支 架高度大幅下降时 ，反四连杆支架行人空间显著缩
于顶 煤 厚 ，支 架 后 部 放 煤 空 间 愈 大 愈 好 ；煤 层 较
关于大倾角综放工作面液压支架的选型
关于大倾角综放工作面液压支架的选型杨显彪【摘要】在大倾角煤层的开采过程中,工作面液压支架选择的合理与否直接关系着矿井能否安全高效生产,合理确定液压支架的工作阻力是工作面围岩控制的关键.文章以孟家窑煤矿5号煤层开采为例,合理选择了大倾角综放工作面支架-围岩系统结构模型,通过计算确定工作面液压支架的支护强度和工作阻力,为大倾角综放工作面液压支架的选型提供参考.【期刊名称】《煤》【年(卷),期】2019(028)009【总页数】3页(P25-26,31)【关键词】大倾角;放顶煤工作面;液压支架【作者】杨显彪【作者单位】晋能集团新村煤业有限公司,山西长治 046308【正文语种】中文【中图分类】TD355.4随着煤矿开采技术的不断发展和机械化水平的提高，适用于大倾角煤层的采煤方法和机械设备也越来越完善，并在生产实践中取得了良好的经济效益。
在大倾角煤层的开采过程中，工作面液压支架经常发生倾倒失稳等现象。
为保证矿井安全高效生产，对工作面机械设备进行合理选型至关重要。
本文以孟家窑煤矿5号煤层开采为例，在综合分析综放工作面支架-围岩相互作用关系的基础上，计算确定工作面液压支架的支护高度和工作阻力[1-3]。
1 矿井概况孟家窑煤矿位于宁武县城西，矿井设计生产能力为120万t/a；井田范围内5号煤层平均角度为25°以上，局部地区达30°以上；煤层厚度为8.44～16.82 m，平均13.74 m；顶板多为细—中粒砂岩，底板多为砂质泥岩、泥岩和细粒砂岩；属坚硬顶板条件下的倾斜—缓倾斜煤层。
矿井采用综采放顶煤采煤方法开采5号煤层，割煤高度为3.50 m，放煤高度为10.24 m。
2 支架—围岩相互作用关系[4]在大倾角综放工作面的支护系统中，支架与围岩共同构成了“基本顶—直接顶—支架—底板”力学体系，支架—围岩间相互作用；在支架—围岩的关系中，围岩的运动破坏是绝对的，而支架起到承载和相对阻止这种变形破坏的作用，进而满足工作面安全生产。
综放孤岛工作面顺槽超前支护选型研究
矿 煤层 赋存和 开采状 况 ，以１ 号煤层 ５ ５ ９ 放孤 岛工作 ５ １ １综 面为例 ，通过研究分析 ，确 定采用传统 的超前 支护方式 ：
即 采用 单 体 液 压 支 柱 加 金 属 项梁 （ 工 字 钢 ）进 行 超 前 支 或
护 ，论述了不采用超前液压 支架 的原 因，为孤 岛工作面综 放 开采提 出一些有益 的建议 。 ｌ 工作面基本概况
ｕ ｉ ｇｆ ｒ ｐ ｌ ｇ ｗａ ｌｂ ｒ ｔｄ ａ ｄ ｓ ｍ ｅｂ ｎ ｆｃａ ｏ ｏ ａｓｔ ｈ ｕ ｐ ｒ ｄ ａ ｃ ｓｔ ｅ ｕ ｏ ｗａ ｄ． ｓｎ ｏ ｅ ｏｉ ｓｅａ ｏ ａｅ ，ｎ ｏ ｅ ｅｉｉｌ ｎ ｐｒ ｐ ｓ ｌ ｏｔ ｅｓ ｐ ｏ ｔｉ ａ ｖ ｎ ｅｗａ ｈ ｎ ｐ ｔ ｒ ｒ ｎ ｆ Ｋｅ ｏ ｄ ：ｓ ｌｔ ｄｗｏ ｋ ｎ ａ ｅＦ ｌ — ｃ ａ ｉｅ ｏ ｏ ｌ ａ ｉｇ ｆｃ ； ｖ ｎ ｅ ｕ ｐ ｒｓ ｙｗ ｒ ｓＩｏａｅ ｒ ｉ ｇｆ ｃ ； ｕｌ ｍｅ ｈ ｎｚ ｄｔ ｐｃ ａ ｖｎ ａ ｅＡｄ ａ ｃ ｄ ｓ ｐ ｏ ｔ ｙ ｃ
太 原东山煤矿有 限责任 公司位 于沁水煤 田西北角 ，隔
太 原 盆 地 与 太 原 西 山 煤 田相 望 。矿 井 设 计 生 产 能力 １ ０ ５万 ｔ ａ 现 主 要 开 采 ｌ 号 煤 层 ， 以往 １ 号 煤 层 工 作 面 采 用 跳 ／， ５ ５ 采 布 置 ， 造 成 ５ ５９ 作 面 周 围 全 部 为 采 空 区 ， 形 成 了 １ １工
ＺＨＡ ｌ ｎ ｍｉ ｏ ａ － ｎ ｉ （ ｉ ｔｄｌ ｂｌｙｃ ｍｐ ｎ ｆ ｎ ｓ ａ ｏ ｌ ｎ ，ａｙ ａ ，ｈ ｎ ｉ ３ ０ ３ Ｌｍｉ ａ ｉｔ ｏ ａ ｙｏ ｇ ｈ ｎｃ ａ ｍｉｅＴ ｉｕ ｎＳ ａ ｘ ０ ０ ４ ） ｅ ｉ ｉ Ｄｏ
大倾角特厚煤层综放工作面液压支架选型设计
大倾角特厚煤层综放工作面液压支架选型设计
闫建军
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2018(033)008
【摘要】根据巢矿大倾角特厚煤层综放工作面的地质开采条件,通过理论计算及分析,确定基本液压支架选用ZF7800/19/38型液压支架;端头液压支架采用三架一组ZT21600/21/38型中置式放顶煤端头液压支架;过渡液压支架选用7架
ZFG8600/21/38型放顶煤过渡液压支架,采用“头三尾四”布置方式.
【总页数】3页(P24-26)
【作者】闫建军
【作者单位】山西乡宁焦煤集团申南凹焦煤有限公司,山西临汾042105
【正文语种】中文
【中图分类】TD353.6
【相关文献】
1.大倾角特厚煤层综放工作面回风巷布置设计 [J], 古亚丹;白俊杰;王少卓;卢树德
2.小庄煤矿特厚煤层液压支架的选型设计 [J], 刘晓卫;李秉天
3.关于大倾角综放工作面液压支架的选型 [J], 杨显彪
4.孟家窑煤业特厚煤层综放工作面液压支架选型探究 [J], 刘剑; 郑伟
5.孟家窑煤业特厚煤层综放工作面液压支架选型探究 [J], 刘剑; 郑伟
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综放工作面安装液压支架安全技术措施
综放工作面安装液压支架安全技术措施1. 引言为保障综放工作面的安全生产，有效防止工作面发生地质灾害，对综放工作面安装液压支架应采取一系列的安全技术措施。
本文将就综放工作面安装液压支架的安全技术措施进行详细的介绍和讲解。
2. 安全技术措施综放工作面安装液压支架的安全技术措施主要分为以下几个方面：2.1 工作面预处理在安装液压支架之前，应对工作面进行必要的预处理工作。
首先，对工作面进行地质勘探，了解工作面地质情况，包括地层构造、煤层厚度、地应力等。
其次，根据工作面地质情况制定合理的支护方案，确保支架的安全稳定。
最后，对工作面进行开拓，清理掉可能对支架安装造成阻碍的杂物和碎煤，保持工作面整洁。
2.2 液压支架选型根据工作面的地质条件和支护要求，正确选择液压支架型号。
液压支架的选型应考虑工作面的开采厚度、煤层的夹层理论、地质应力、煤层的顶底板条件等因素，确保支架能够满足安全稳定的支护要求。
2.3 液压支架安装在液压支架的安装过程中，需要遵循一定的安全规程和操作规范。
首先，确保工作面通风良好，防止积聚的瓦斯引发事故。
其次，指挥员应对安全操作流程进行严格的指导，并负责安全现场的管理。
安装人员应进行安全培训，了解支架的安装规范和操作要求，严禁违章作业。
另外，液压支架安装过程中应加强沟通与配合，确保安装过程的顺利进行。
2.4 装备检查与维护液压支架的安全性与装备的检查与维护密切相关。
在使用液压支架之前，应进行装备的全面检查，确保液压支架各部件的正常工作。
对于任何存在缺陷的支架，必须及时进行维修或更换，以防止设备故障导致事故的发生。
2.5 支护体系监测在液压支架安装完成后，应对支护体系进行监测和评估。
监测手段可以包括支架倾斜仪、围岩压力仪、地质雷达等。
通过对支护体系的监测，可以及时发现并解决潜在的风险，确保支架的安全稳定。
3. 结论综放工作面安装液压支架的安全技术措施对保障工作面的安全生产至关重要。
通过工作面的预处理、液压支架的正确选型与安装、装备的检查与维护以及支护体系的监测等一系列措施，可以有效降低工作面发生地质灾害的风险，保障工作人员的生命安全和财产安全。
三软煤层综放工作面液压支架的设计要求
１ 引言
我国三软煤层综放工作面开采 占有相 当大的 比例 ， 面临
的难题是顶板控制 。 液压支架是综 放设备的核心 ， 设计 就显得尤 为重要 。液 压支架 的选型及结 构的确定既要考虑 工作面顶 板 问题 ， 又要 考虑 煤层 的赋存条件。三软煤层基本 地质条件 是 ： 煤层厚度 变化 大 ， 煤层普 氏系数 ｆ＜１ ５ 形状成 粉末 状 ， 板易跨 落 。 ．， 顶
左右即可 。
４ ）连杆 型式 。以国内经验 ， 宜采 用正 四连杆 机构 ， 连 前 杆 为双连杆 ， 后连杆为单连杆 ， 能够保证 可靠 的稳定性 、 强 较
的抗偏载 能力 ， 又使架 间具有宽 畅的人 行通道。 ５ ）支架 的后 部 放煤 空 间。由于 三 软煤 层 顶 板 难 以控 制， 放煤过程 中经常出项大块矸石 ， 可能堵 塞运输 通道 ， 损坏 设备 和管路 ， 因此支架应具有较大 的后部放煤 空 间且 后部空 间密封性 要好 。根据生 产实 践 ， 要求过 煤 高度 （ 在放 煤状 态
２ ）由于 三软煤 层煤 质松 软 ， 属粉 状煤 。 易 冒落 ， 极 因此 应尽量减少相 邻液压支架 间的间隙 ， 少架 间煤 矸下漏 。在 减 综放液压支架 设计 时： 顶梁 、 护梁 和尾 梁均 设置 活动侧 ① 掩
护板 ， 支架形成封闭 的整 体 ， 使 增加支 架间 的密封性能 ； 顶 ②
过 程 中反 复 支 撑 顶煤 ， 易使 顶 煤 更 加 破 碎 ， 成 顶 煤 提 前 冒 容 造
落； 另一方面导致顶煤支架顶梁 的压力增大， 造成 浪费。
图 １ 支架顶梁前端示意 图
综放工作面增加液压支架及刮板机框架的安全技术措施
综放工作面增加液压支架及刮板机框架的安全技术措施一、工程概况：随着综放工作面推进，工作面斜长变长。
工作面风巷230米处，工作面最长达238米。
为了有效维护风巷顶板，减小上端头工作量，确保安全，根据现场实际情况，需在上端头加设液压支架、前部刮板输送机加设框架。
为保证安全顺利施工，特制定本安全技术措施。
二、施工时间：2014年10月17日至施工结束三、人员组织施工负责人：（机电副队长）现场负责人：（检修班班长）技术负责人：（机电技术员）四、液压支架、刮板机框架安装工艺流程1、工作面风巷回采至2445米处将第一台液压支架运输至风巷上口处进行安装，支架安装后安装一节刮板机框架。
2、第二台支架采用同样方法运输至风巷超前，待工作面回采至此位置进行加设，同时安装第二节刮板机框架。
第三台液压支架安装同第二台。
3、液压支架、刮板机框架运输路线地面综采设备库→西缓坡副斜井→→1142中部车场→110205风巷口→110205风巷300米硐室→110205工作面上口4、运输支架采用支架搬运车6wd-50t，外形尺寸宽*高*长（3690*1860*9988）mm。
110205风巷300米硐室至巷口巷道宽度4200mm，满足支架车运输条件。
在运输前对巷口内支护的单体支护进行拆除移至巷道两帮。
对巷道内的物料挪至联络巷内。
刮板机框架采用wc25ej平板胶车（长*宽*高mm=9500*2200*1900）轮车运输至超前。
300米硐室至风巷上口液压支架运输采用通高压液利用支架自身液压千斤逐步运输至安装地点。
在运输支架与框架时需对风巷超前中排单体支柱进行拆除，运输完毕后进行补打，刮板机框架利用胶轮车运输至风巷上口。
五、刮板机框架的安装方法:1、施工前对刮板机机尾电机电缆、水管余量进行检查，保证满足加设框架需求，余量在1800mm以上。
2、待工作面前部刮板运输机转空后，将刮板链锁块连接环转至机尾123#架出。
通知控制台电工将控制刮板运输机的组合开关停电闭锁并悬挂警示牌，无施工负责人同意不得送电开机。
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1 矿井概述
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 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， 不能满足工作面支护要求。
［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） 04-0044-03
Powered Support Lectotype and Design for “Island” Full-mechanized Caving Mining Face
4 结论
唐安煤矿在 “孤岛” 综放开采过程中工作面 及巷道矿压显现剧烈，原有支架支护强度不能满足 矿井安全开采要求，通过理论分析及数值模拟计 算，发现 “孤岛” 综放工作面超前支承应力明显 高于一般综放工作面，超前支承应力影响范围约为 25 ～ 30m，侧 向 支 承 应 力 的 影 响 范 围 约 为 20 ～ 25m，最终确定支架支护强度应大于 0. 91MPa，设 计中部支架型号为 ZF7200 /17 /33，过渡支架型号 为 ZFG8000 /18. 5 /33H。经实践检验，能够很好地 满足矿井安全、高效开采要求。
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 变化不大，含夹矸 1 ～ 2 层，变异系数 R = 4. 72% ，
煤层倾角 0 ～ 5°。 煤层伪顶一般为薄层状黑色炭质泥岩，质软，
2 数值模拟计算及分析
2. 1 数值模拟计算方案 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 开采工 作 面 长 度 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 况见图 1 所示。
图 1 工作面布置
模型依照唐安煤矿实际工程地质情况建立，先
［收稿日期］ 2012－02－02 ［作者简介］ 佟 友 （ 1977－） ，男，河北秦皇岛人，工程师，现从事液压支架设计工作。
44
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 挖，并对模拟结果进行分析，然后对左右工作面进 行回填，并进行岩石力学参数的弱化 （ 模拟采后 顶板 岩 层 垮 落 充 填，并 经 过 一 定 时 期 稳 定 的 情 况） ，最后对中间工作面进行开挖，并对模拟结果
随采随落，厚度约为 0. 4m。当伪顶不发育时，煤 层直接与直接顶或基本顶接触。直接顶为灰黑色泥 质细粒结构的泥岩，质软，完整性较好，厚度约为 2. 7m。基本顶为灰黑色中粒结构的细砂岩，质硬， 完整性较好，厚度约为 4. 8m。煤层直接底为灰黑 色含炭化物碎片的粉砂岩，中等硬度，完整性较 好，厚度约 2. 2m。基本底为灰黑色含少量白云母 碎片的砂质泥岩，质软，厚度约 1. 2m。盘区内有 小断层和小的陷落柱，但对回采无太大影响。煤的 坚固性系数 f = 3，重力密度 1. 45t / m3 ，属不易自燃 煤层。
在中间开采工作面开挖初期，超前支承应力峰 值与两侧工作面相近，当工作面向前推进 50m 后， 中间 “孤岛” 工作面超前支承应力峰值明显增大， “孤岛” 工作面及巷道矿压显现加剧。
“孤岛” 工作面超前支承应力明显大于两侧工 作面，中间工作面由于两侧已经采空，超前支承应 力峰值要比两侧工作面大，随之而来的是工作面矿 压显现程度加剧。通过对工作面破坏区进行分析发 现，中间工作面的顶板破坏高度要大于两侧工作 面，对支架支护强度有更高的要求。
［参考文献］
［1］ 苏林 军 . 金 山 坡 煤 矿 液 压 支 架 选 型 设 计 ［J］ . 煤 矿 开 采， 2008，13 （ 8） ： 70－71.
［2］ 秦忠诚，王同旭 . 深井孤岛综放面支承压力分布及其在底板 中的传递规律 ［J］ . 岩石力学与工程学报，2004，23 （ 7 ） ： 1127 －1131.
根据矿井实际地质资料，煤层厚度取 6m，机
采高度取 3m，放煤高度取 3m，由于工作面两侧均
为采空区，工作面矿山压力较大，基本顶失稳时的
动载系数较大，在这里取经验最大值 1. 8，此方法
3 液压支架选型设计
3. 1 支架高度的确定 唐安煤矿采区煤层厚度为 5. 58 ～ 6. 67m，平均
最终确定的支架支护强度应大于 0. 907MPa。 3. 2. 2 基于支护强度与顶板下沉量的数值模拟方法
［3］ 曹胜根，缪协兴 . 超长综放工作面采场矿山压力控制 ［J］ . 煤炭学报，2001，26 （ 6） ： 621－625.
［4］ 赵国栋，康立军． 孤岛煤柱综放面矿压显现特征浅析 ［J］ . 西安科技学院学报，2000 （ 6） .
［5］ 靳钟铭，魏锦平，靳文学 . 放顶煤采场前支承压力分布特征 ［J］ . 太原理工大学学报，2001，32 （ 3） ： 216－218.
［6］ 陈忠辉，谢 和 平 . 综 放 采 场 支 承 压 力 分 布 的 损 伤 力 学 分 析 ［J］ . 岩石力学与工程学报，2000，19 （ 4） ： 436－439. ［责任编辑： 徐亚军］
进行分析。 2. 2 数值模拟结果及分析
工作面每次推进 5m，两侧工作面开挖的垂直 应力分布见图 2 所示，其推进到 105m 时的超前支 承应力分布规律见图 3 所示。
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：
Hmax = Mmax +0. 3 = 3. 0+0. 3 = 3. 3 （ m） 选取支架最大结构高度为 3300mm，根据支架
F = qz（ LK + LD） B 式中，F 为支架工作阻力，kN； qz 为支架的合理 支护强度，MPa； LK 为梁端距，取 LK = 0. 36m； LD 为顶梁长度，取 LD = 4. 8m； B 为支架宽度，取 B = 1. 5m。
F = 0. 91× （ 0. 36+4. 8） ×1. 5 = 7043 （ kN） 根据以上计算结果，考虑支架缸径及安全阀开 启压力，最终确定支架工作阻力为 7200kN。 3. 2. 3 液压支架技术参数 根据以上计算结果，并充分考虑唐安煤矿 3 号 煤层赋存条件，最终确定中部支架型号为 ZF7200 / 17 /33 型放顶煤液压支架，见图 5 所示，其主要技 术参数如下： 高度： 1700 ～ 3300mm 中心距： 1500mm 初撑力： 6184kN （ P = 31. 5MPa） 46
立 柱 伸 缩 比 的 要 求， 支 架 最 低 高 度 确 定 为
1700mm。
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
由模拟结果可知，工作面中部前方煤壁支承应 力峰值距工作面煤壁约 5m［1］，工作面超前支承应 力影响范围约为 25 ～ 30m，两侧工作面的开挖对中 间待开挖工作面有一定影响，且随着工作面推进距 离的增大，对煤柱的影响逐渐增大，并趋于稳定， 侧向支承应力的影响范围约为 20 ～ 25m，远高于中 间保护煤柱宽度。
通过对支架支护强度与顶板下沉量关系曲线进 行分析可 知，支 架 支 护 强 度 为 0. 9 ～ 1. 0MPa 时， 其顶板下沉量随支架支护强度增大而降低的程度明 显减小，由此可知，支架支护强度取 0. 9 ～ 1. 0MPa 比较合理。
综合分析以上 2 种支架支护强度计算方法，最 终确定支架的合理支护强度应大于 0. 91MPa，支架 的工作阻力可按下式计算：
工作阻力： 7200kN （ P = 36. 67MPa） 支护强度： 0. 93 ～ 0. 96MPa 移架步距： 800mm 适应煤层倾角： 小于等于 15° 泵站压力： 31. 5MPa 操作方式： 本架控制 支架重量： 约 23. 5t
图 5 ZF7200 /17 /33 型放顶煤液压支架
图 4 支护强度与顶板下沉量关系曲线
国内外研究成果表明，支架工作阻力与顶板最 终下沉量 ΔL （ 即由煤壁到采空区一侧） 是一近似
6. 11m，采用沿底一次放顶煤开采。为了保证合理 的双曲线，即当支架支护强度较小时，顶板 （ 煤）
的采放比，确定工作面机采高度为 3. 0m。
下沉量会随着支护强度的增大而急剧减小； 当支护
为适应煤层厚度变化，支架的最大结构高度比 强度达到一定范围后，继续增大支护强度，对限制
架工作阻力承受直接顶和顶煤的载荷，并平衡基本 顶失稳时对支架的动载，支护强度计算公式为［2］：
q = Kd（ qd + qc）
qd = γd·h
qc = γc·Mc
h
=
0. Kp
8M －1
（
考虑放顶煤的放出率为
80%
）
式中，q 为工作面支架所需支护强度，MPa； Kd 为
基本顶失稳时的动载系数，一般取 1. 1 ～ 1. 8； qd 为
DOI:10.13532/11-3677/td.2012.04.016
第 17 卷 第 4 期 （ 总第 107 期） 2012 年 8 月
煤矿开采 Coal mining Technology
Vo1. 17No. 4 （ Series No. 107） August 2012