大采高工作面顶板支护设计及分析
总第191
期
2019
年第3
期机械管理开发
MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENTTotal 191
No.3,2019
设计理论与方法 D01:10.16525/j.cnki.cnl4-1134/th.2019.03.009
大采高工作面顶板支护设计及分析
张旭金
（山西新元煤炭有限责任公司，山西 晋中045400）
摘要：以阳煤集团新元公司9104
大采高工作面为例，对顶板支护设计和支护方法进行了阐述和分析。经分析
论证表明：9104
大采高工作面所采用的支护方案可使支架工作阻力基本上得到充分发挥，确保了大采高工作面
顶板支护系统的正常运行。
关键词：大釆高 顶板 煤壁高 伞檐
中图分类号:TD327.2
文献标识码:A
文章编号:1003-773X（ 2019 ）03-0018-02
引言
大采高开采技术可以实现煤炭开采的高产和高
效,使企业获取可观的经济效益，开发高产、高效煤
矿是煤炭企业发展的主要方向，是建设现代化并具
有很强发展力实力企业的必由之路。煤壁高、开采空
间开阔、顶板支护困难，开采难度大。因此，保持顶板
支护的稳定是大采高采煤工艺的技术难题，本文以
阳煤集团新元公司9104
综采工作面为例，对大采高
工作的支护工作进行分析,对高产、高效采煤具有一
定意义⑴。
1
工作面概况
本工作面位于9
号煤一水平一采区，地面标高
1 058.0 - 1 130.6 m,
工作面标高 474.4 ~ 559.8 m,
埋
藏深度520 ~ 650.6 m
。走向长1 217.4 m
，倾斜长
230.8 m,
面积280 975.9 m2o
煤层平均厚度为3.36 m,
可采储量为128 253 1.5 to
地表位于韩庄村以北，清
平镇以东，南燕竹以南.冀家城村西的黄土堀、黄土
昴及沟谷地带。预计该面对地面村庄建筑物无影响。
井下北邻9
号煤南回风大巷、9
号煤辅运大巷，东邻
9103
工作面（已采完），西邻9105
进风巷，南邻9
号
煤高抽进、回风斜巷;上部为3
号煤3204 J205
工作
面（已采完严。
该面所采9
号煤层为中灰~富灰、特低硫、低
磷、极难选的贫煤、无烟煤，煤层以亮煤为主，内生裂
隙发育，煤层中含2~3
层泥质夹肝，厚度一般为
0.20- 1.00 m
左右。顶板以泥岩、砂质泥岩为主;底
板为粉砂岩。煤层倾角一般为1
。~5
。，平均2
。。
煤层厚度1.00 ~ 4.50 m,
平均3.36 m
。伪顶为砂质泥
岩，平均厚度0.50 m,
灰黑色，含白云母片、具节理；
直接顶为砂质泥岩，平均厚度11.7 m,
灰黑色砂质泥
岩，泥岩为主（含8
号煤层）;老顶为粉砂岩、细砂岩，
收稿日期:2018-01-07
作者简介:张旭金（1982—
毕业于东北大学采煤工程专业,
助理工程师，从事煤矿通风工作。平均厚度8.6 m,
深灰色，含植物化石碎片及白云母
片；直接底为粉砂岩，平均厚度1.2 m;
老底为细砂
岩，平均厚度4.38 mo
另外,该煤层上方有8
号下煤
层，厚度约为0.3 ~ 1.00 m
左右，两煤层间距约为
0.5 - 1.3 m
左右,中间为黑色炭质泥岩,较松软。本面
采用倾斜长壁后退式综合机械化一次采全高的采煤
方法，顶板管理采用全部垮落法处理采空区。属于大
采高工作面,需要加强顶板支护的管理。
2
顶板支护设计
本工作面选用ZY6400-17/31B
型掩护式液压支
架和控制工作面顶板。机头端头采用端头架维护顶
板;若占巷架不小于1
架则不需要维护，若占巷架小
于1
架则采用一对（两路）5.2 mF!
型梁跨溜抬棚⑶。
1）
本工作面采用四种液压支架，包括掩护式液
压支架124
台，型号为ZY6400-17/31B；
掩护式过渡
液压支架4
台，型号为ZYG6800/18/37D；
特殊支架5
台，型号为ZCG10000/22/37DA；
充填支架2
台，型号
为ZRL18000/22/37D
。顶板支护的管理方式为及时支
护，邻架之间的空顶由支架伸岀侧护板进行支护⑷。
液压支架参数如表1
所示。
表1
支架参数表
支架型号
初撑力/kN
工作阻力/kN
高度/m支护强度/
MPa数量
ZY6400/17
/31B5 0666 4001.7 ~ 3
」0.94 ~ 0.97124
ZYG6800 /
18/37D4947
〜52026 640 ~6 9821.8 ~ 3.70.96 ~ 1.04
ZCG10000
/22/37DA7 76010 0002.2
〜3.71.255
ZRL18000/
22 /37D15 19818 0002.2
〜3.71.42
2）
支架说明：支架ZY6400-17/31B
型，支护高度
1.7 ~3.1 m,
架间中心距1.5 m,
工作阻力6 400 kN,
支护强度0.94 ~ 0.97 MPa
。以本架操作的移架方式进
行操作，支架初支撑力必须高于基本规定的80%,50 m
拉线、支架排成一行的情况下，直线度误差在±50
mm
以内。支架间空隙在200 mm
以内，中心距按照
施工规定,偏差在±100 mm
以内。相邻的两个支架
2019
年第3
期张旭金:大采高工作面顶板支护设计及分析
• 19 •
要保持顶梁的平整度.不能存在较大的错差，也必须
在顶梁护板2/3
高度以内，支架之间不能存在挤、咬
现象。支架顶梁要与顶板末端贴合，并与顶板保持一
定的垂直度，最大仰角在7
。以内。支架与顶底板的
垂直度超出15°
时，其倾斜度必须在±5
。以内。在
进行回采时，要对支架立柱的伸缩量进行严格的控
制，伸缩量必须控制在200 mm
以内，机道梁端至煤
壁顶板冒落高度保持在300 mm
以内。
3)
对伞檐的规定与要求。如果伞檐长度大于1 m,
则其最大突出必须在200 mm
以内；若伞檐长度在
lm
以内，则其最大突出在250 mm
以内。机组工要
用机组滚筒将工作面岀现的伞檐及时割除，割除伞
檐必须采用遥控机组进行操作，并与机组的距离保
持在5 m
以上，伞檐5
架距离以内不能存在任何工
作人员，以防伞檐割除过程有物体掉落伤人。机组
不能完全割除伞檐时，支架工可以利用拉架将其剩
余去除，同样伞檐5
架距离以内不能存在任何工作
人员叭
4)
顶板支护质量要求：在采煤施工中液压支架
会跟随工作面迁移，必须立刻支护迁移中暴露的顶
板，并支架端面距在340 mm
以内。若煤壁出现了片
帮现象，并且使端面距超出了所规定范围，这时要使
用伸缩梁固定煤帮。若不能解决，那就必须采用临时
支护的方法，临时打锚索、锚杆及注胶等支护方式来
加强、加固。
5 )
采空区顶板管理。根据相关规定，采空区冒落
高度要大于采高的1.5
倍,在悬顶面积超过10 n?
或
冒落高度不大于采高1.5
倍的情况下，需执行强制
放顶工作。若存在无法放顶的特殊情况时，就需要加
强矿压监测的频率和管理，同时使用支柱、支木垛、
支设鉞棚鉞柱、剪网等方法进行加固间。
3
支架强度校核
1
)根据阳煤集团新元公司煤层矿压观测的资
料，煤层顶板最大能够承受的压强为0.60 MPa,
小于
护式液压支架的支护压强0.91-0.97 MPa
。
2)
根据工作面最大载荷强度计算支架对底板的
最大比压为：PD=P,x
支护面积/底座面积=0.5 x
5.2/3.7=0.7 MPa
。
本煤层底板抗压入强度18.5 MPa > P„=0.7 MPao
所以此类型支架符合本工作面支护要求。
4
效果分析
根据大采高工作面的计算标准，按照采高岩柱
重力的8
倍计算9104
工作面支架所承受载荷，得出
工作面能够承受的理论压强值为0.488 MPa,
即支架 实际最大受载压强0.488 MPa,
小于本架的设计支护
压强0.71 -0.79 MPa,
小于端头支架支护用压强
0.96 - 1 MPa,
小于特殊支架支护压强1.25 MPa,
小
于挡肝架支护压强1.4 MPa
。经计算，工作面合理支
护强度为4 885 kN,
即支架实际最大受载4 885 kN,
小于工作面最小支架的工作阻力6 400 kN,
小于端
头支架的工作阻力6640 kN,
小于特殊支架的工作
阻力10 000 kN,
小于挡肝支架的工作阻力18 000
kN.
通过以上分析，支架选型符合要求。
经上述分析,本工作面支架的选择与使用合理，
能够满足工作面最大支护强度要求。支架立柱循环
运动阻力只有一小部分比额定阻力稍大，大部分液
压支架的工作循环末阻力的最大值没有超出工作阻
力范围值，但个别支架的循环末阻力达到了额定工
作阻力的90%
以上，说明工作面偶尔来压比较强烈。
从整个工作面来看，大部分支架的阻力基本上都能
够充分利用,对工作面顶板支护管理起推进作用,尤
其是对开采施工过程中液压支架的初支撑力的管
理,确保综采面支护系统的正常运行。
5
结语
在煤炭工作面开采中，对于煤层厚度达到8 m
以上的煤层可采用大采高开采工艺。由于煤壁高、开
采空间开阔，造成顶板支护困难，所以对于顶板支护
的要求要相对严格，必须对顶板支护技术和工艺施
工进行细致的设计和审查，并对支架强度进行计算
和审核。阳煤集团新元公司9104
大采高工作面，对
顶板支护进行了合理的设计，运用正确的支护方法，
并对支架计强度算和审核，支架实际最大受载小于
工作面最小支架的工作阻力，小于端头支架的工作
阻力，小于特殊支架的工作阻力，小于挡肝支架的工
作阻力，能够确保支护系统的安全可靠，保证了大采
高工作面的高效与高产。
参考文献
[11
解盘石，伍永平,王红伟，等.大倾角煤层大采高综采围岩运移
与支架相互作用规律[J].
采矿与安全工程学报,2015,32(1)：
14-19.
[2]
谢生荣，张广超,何尚森，等.深部大采高充填开采沿空留巷围
岩控制机理及应用[J]
.煤炭学报,2014,39( 12 )：2 362-2 368.
[3]
王兆会，杨敬虎，孟浩•大采高工作面过断层构造煤壁片帮机理
及控制[J]
•煤炭学报,2015,40(1)： 42-49.
[4]
郭卫彬，刘长友，吴锋锋，等•坚硬顶板大采高「•作面压架事故
及支架阻力分析[J]
•煤炭学报,2014,39(7):1 212-1 219.
[5]
王继林，袁永，屠世浩，等•大采高综采采场顶板结构特征与支
架合理承载[J]
•采矿与安全工程学报,2014,31(4):512-518.
[6]
李化敏,蒋东杰,李东印.特厚煤层大采高综放匸作面矿压及顶
板破断特征[J].
煤炭学报,2014,39( 10)：1 956-1 960.
(编辑：李媛)
(下转第26
页)
大采高开采工作面设备选型及其适应条件分析
仅供个人参考
不得用于商业用途 大采高开采工作面设备选型及其适应条件分析
1 概述
1.1 我国煤炭资源状况 我国缓倾斜厚煤层煤炭产量占总产量的40 ％以上，很多矿区赋存有3.5 m～5.0 m厚的煤层且均为主采煤层。大采高综采是对3.5 m～5.0 m厚的煤层一次采全高。对于煤层倾角小于3O°的厚煤层、采出的煤炭含矸率低、瓦斯涌出量小等优点；与采高小于3.5 m的分层综采相比，具有采面生产能力大和巷道布置简化、回采工效和煤炭资源回收率高、设备搬家倒面次数少和节约假顶材料等优点。因此，大采高综采是3.5 m～5.0 m厚煤层综采的主要发展方向之一。 我国厚煤层资源丰富，厚煤层开采在保障煤炭生产供应能力中占有重要地位。厚煤层高效综采是实现高产高效矿井的主要技术途径之一。目前我国年产600万～1
000万t具有国际领先技术水平的高产高效矿井和综采工作面都是在厚煤层开采条件下实现的。厚煤层大采高综采成套设备的研制开发包含着一系列的先进技术，技术含量高，研制难度大。
1.2 我国大采高综采技术与装备现状
为适应我国煤矿综采机械化的发展，国内综采设备科研设计和制造企业已研制开发出具有较先进技术水平的大功率电牵引采煤机、重型刮板输送机、电液控制强力液压支架仅供个人参考
不得用于商业用途 和多点驱动大运力带式输送机。配套设备的生产能力达到1
500—2 500t／h，在适宜的煤层和矿井条件下，综采工作面可实现年产300万t以上。目前，天地科技股份有限公司成功研制的MG750／1815一GWD型交流电牵引采煤机，总装机功率达到1 815 kW；鸡西煤矿机械有限公司研制成功的MG800／2040一WD型电牵引采煤机，总装机功率达到2 040
kW；西安煤矿机械厂研制成功的MG750／1910一WD型和MG900／2210一WD型交流电牵引采煤机，总装机功率分别达到1 910 kW和2 210 kW。张家口煤矿机械制造公司、西北奔牛集团公司研制成功的SGZ1200／1575型刮板输送机，输送能力最大达到2 500 t／h，总功率达到l 575 kW。我国近期研制成功了ZY8800／26／50型两柱掩护式液压支架、ZZ9900／20／45四柱支撑掩护液压支架。郑州煤机厂为晋城研制成功ZY9400／28／62型两柱掩护式液压支架，整体结构强度高，调高范围3～6 m，支护高度最大可达到6．2 m，工作阻力9．4 MN，立柱缸径380 mm，采用电液控制技术，寿命试验达5万次以上。我国新研制开发的新型大采高综采装备技术参数已经接近国外先进水平，综采工作面年产能力达到300万t以上。我国综采设备设计制造、检测虽已有一定基础，但限于目前研究设计、制造水平和国内高强度优质材料供应等基础条件，大采高综采设备仍不能满足厚煤层高产高效综采生产要求，近年来新研制开发的综采设备在技术性仅供个人参考
大采高综采采场顶板结构特征与支架合理承载研究
科技论坛 ・４３・ 大采高综采采场顶板结构特征与支架合理承载研究 郭传军 （龙煤鹤岗分公司富力煤矿，黑龙江鹤岗１５４１０３） 摘要：在我国矿产行业发展的过程中，大采高开采技术主要是针对厚煤层结构采用的主要开采工艺，它可以有效提高了矿产资源的 生产效率，从而增大矿产资源的开采量。本文通过对大采高综采采场顶板结构的相关特征进行简要的介绍，对支架合理承栽进行了相关 的研究，以供相关人士参考。 关键词：大采高；顶板结构；特征；支架承载 随着社会的不断发展，我国的矿产行业也得到了有效的发展，而且 人们为了提高矿产开采量，也对矿产开采技术进行了有效的改革。目前 在矿产工程中，人们已经将大采高开采技术进行广泛的应用，这种矿产 开采技术主要是针对厚煤层的矿产开采工艺而研发的，有效的提高了 矿产开采的进度。近年来，大采高开采设计在我国矿产行业也得到了有 效的发展，人们对其进行的理论研究也在不断的加深，这不仅提高了我 国矿产生产的效率，还促进了我国矿产行业的发展。但是，由于在采用 大采高开采技术的过程中，在对其顶板结构的控制方面存在着一定的 问题，这就对矿产的生产能力带来了严重的影响。再加上目前虽然这种 大采高开采技术应用的十分的广泛，但是没有—个成熟的制度理论，这 就使得该技术在实际应用的过程中，存在着一定的局限陛。下面我们就 对大采高综采采场顶板结构的特征和支架合理承载的相关内容进行介 绍． １大采高工作面矿压的基本情况 １．１大采高综采的矿压特征 １．１．１工作面支护强度高 根据相关信息调查，我们对大采高工作面支护强度有了一定的了 解，其中大采高工作面支护平均强度到达了８３２ｋＰａ，高出我国顶板分 类标准支护强度相关规定的３０％。可见，大采高开采技术在实际应用的 过程中，工作面支护强度比较高。 １．１．２动载系数小 由于矿产开采的条件不同，因此我们在对大采高工作面顶板类型 上也存在着一定的差异。不过，这对动载系数没有太大的影响，其中在 不同类型的顶板中，动载系数一般在１．２到１．３之间，都比较小。 Ｉ．Ｉ．３支架荷载分布的正态为主 为了方便人们对支架荷载分帮隋况的了解，人们在对其工作面支 架主楼的相关信息进行了分析，根据相关信息显示，大采高阻力基本适 宜正态分布的形式存着，而大采高阻力和支架荷载成正比关系，也就是 说支架结构所承载的也成正态分布为主。而且这种正态分布情况并不 是唯一的，支架荷载的分帮隋况根据顶板级别的不同，会出现一定的变 化，其中常见的主要中正态分布、双正态分布、双正态叠加以及加冲击 分布这四种情况。 １．２大采高支架和围岩结构之间的关系 １．２．１支架荷载和现行顶板类别没有直接的关系 根据我国现行顶板类别的分类情况进行判断，顶板支护结构的强 度随着基本顶级别的提高而增大，主要是和采场来压强度和顶板岩层 结构的稳定情况有关。也就是说比如在普通综采的情况下，如果基本顶 的等级为Ⅱ，那么顶板支护结构的强度就不会高于７１５ｋＰａ，而当基本顶 的等级达到Ｉ级的时候，去顶板住户的强度也在逐渐的提高，并巨超过 了７１５ｋＰａ，这就和我国现行顶板类别没有直接的联系。由此可见，支架 荷载和现行顶板类别之间的没有太大的关系。 １．２．２支架初撑力与工作阻力呈线性关系 根据相关数据显示，初撑力及工作阻力为曲线线『生关系，这一关系 显示了其以静载为主的特陛，岩体结构的失稳对采场支架无明显影响。 支架初撑力与工作阻力曲线表明，初撑力及工作阻力曲线为线性 关系，这一关系显示了其以静载为主的特陛，岩体结构的失稳对采场支 架无明显影响，支架受力以围岩静载为主由于控制的顶板层位高，其上 岩体结构失稳的动载对支架本身影响不大，即使有较大的动载荷，由于 厚的破碎矸石做垫层，也彳艮难传递给支架。因此虽然载荷大，但动载系 数很小，是以静载即顶板的重力加在支架上的。 ２大采高直接顶结构的分类 现场观测、相似模拟及理论分析均表明，大采高采场随着采高的加 大，覆岩中能形成平衡的结构岩层上移，在普通采高工作面中能形成铰 接平衡结构的岩层，在大采商隋况下折断，垮落进＾采空区。本文约定 不能形成平衡结构岩层均称为“直接项”，则大采高采场直接顶厚度要 大于普通采高。大采高直接顶厚度一般为采高的２．０ ４．０倍，因此大采 高直接顶不仅仅为随采随冒的易垮落岩层，也包括普通采高下视为基 本顶的岩层。 显然，大采场高采场直接顶的构成发生了变化，必然影响到直接顶 作为载荷及传力方式的变化，有必要分类区别研究。根据岩层组合结 构，将大采高直接顶分为３类。 （１）Ｉ型直接顶，其特点是煤层上方直接顶由同一岩ｆ生或不同岩性但 力学差异较小的岩层组成。 （２）ＩＩ型直接顶，其特点是煤层上方有一层较厚的、裂隙发育的软岩， 与上覆较硬岩层共同组成直接顶。由于大采高支架高度大，处理端面漏 冒极为困难，因此该类条件暂不宜采用大采高工艺。 （３）ＩＩＩ型直接顶，其特点是在直接顶中赋存有一层或两层强度高、裂 隙不发育的厚层岩层，在普通采高时，此岩层相当于“基本顶”，大采高 时则作为直接顶。 ３大采高采场顶板控制力学模型 通过直接顶变形破坏规律及工作阻力确定数值模拟结果表明，大 采高采场直接顶的破坏是由于上位的拉断，下位端面距部位的压剪破 坏所引起的，增大初撑力可以直接减小顶板的初始下沉量，同时改变下 位直接顶端面距部分的应力状态，因而快速达到较高的初撑力有其重 要意义。 ３．１给定载荷的估算方法 尽管理论分析认为基本顶形成了平衡结构，但由于基本项岩陛、厚 度、上覆载荷层以及厚度的变化，加之地质构造的影响，该构造并不总 是能够形成，如现场周期来压步距有时变化范围较大，说明基本顶岩块 并不总是以固定长度断裂，而是有—个范围。这样，支架阻力可按给定 载荷的方法估算。 ３．２直接顶结构及变形破坏特点 包含一层或几层厚硬岩层，这些岩层在普通采高时即为基本顶，能 形成铰接平衡结构，而在大采高时，无法形成平衡结构而垮落于采空区 中，需要说明的是，现在仍有很多文献资料称这些厚岩层为基本顶，这 样容易与普通采高的基本顶在概念上混淆，从学术的观 来看，笔者建 议将这些直接顶中的厚硬岩层称为“直接顶关键层”，而将厚硬岩层以 外的其他直接顶称为“主要直接顶”戚简称直接顶），直接顶的变形破坏 规律、围岩控制研究中直接顶关键层起主要控制作用，根据其层位不 同，可以分为下位、中位及Ｅ位直接顶关键层。 结束语 由此可见，我国矿产行业发展的过程中，大采高开采技术应用得十 分的广泛，它不仅有效的提高了矿产的生产效率，还推动了我国矿产 行业的发展。不过，虽然这种大采高技术在实际应用的过程中，有利于 矿产资源的开采，但是由于其顶板结构特征和支架承载能力存在着一 定的不合理胜，因此我们还要在实践过程中对其进行研究分析，从而对 其大采高技术进行改进和完善，只有这样才能推动我国矿产行业的发 展。 参考文献 【１］胡国伟，靳钟铭．大采高综采工作面矿压观测及其显现规律研究硼．太 原理工大学学报０００６（２）． ［２］王金华碱国大采高综采技术与装备的现状及发展趋势叨．煤炭科学技 术 ２００６（１）．
大采高综采面高冒区撤架通道的施工及支护研究
２０１２年第３期 东瞧ｊｉ；斜ｌ技 １５ｌ
大采高综采面高冒区撤架通道的施工及支护研究
杨根地，曹东京，杨鹏
（枣矿集团高庄煤业有限公司，山东微山２７７６０５）
摘要该文介绍了大采高综采面高冒区处撤架通道的施工方法及支护形式。为类似条件下，不能借助煤机施工和采用正常支护手段不易控 制顶板时的大采高综采面高冒区处撤架通道施工及支护提供了一个有效方法。 关键词综采面高冒区撤架通道施工支护 中图分类号ＴＤ３５５ ．４４ 文献标识码Ｂ
撤架通道是为了撤运采面停采后的面上设备和液
压支架而施工的一个从支架梁前到工作面煤壁间的空
间。其规格尺寸按撤运的设备及支架的不同而定。高
庄煤矿撤架通道的施工，是在工作面距设定的停采线
一定距离时，开始在支架顶梁上铺设金属网，当采面推
到设定的撤架通道位置时，支架停止移动，拆掉工作面
刮板输送机与支架连接的接头，利用液压支柱推移刮
板输送机，采煤机随刮板输送机的推移继续割煤。当
推进距离能够满足撤运支架的需要后，停止割煤。为
了保证割完煤后的采面顶板不冒落，高庄矿多使用大
板梁配合贴帮柱进行支护，支护完成后，就形成了撤架
通道。该矿３上５０９大采高综采工作面，在推近撤架
通道位置时，采面上部７８＃至１１６＃支架发生了大范围
的冒顶，采面顶板随采随冒，大量的矸石从架前窜出，
造成许多支架歪斜、挤架，多个被压死，采面推进十分
困难，到撤架通道位置采面顶板仍没好转，要利用原来
的方法安全施工撤架通道已不可能。为此，对采面高
冒区段撤架通道如何施工和支护进行了研究，采用了
钻眼爆破施工法和锚网梯＋索梁＋贴帮柱的支护方
式，确保了撤架通道施工和支护安全。
１ 采面概况
３上５０９工作面是高庄煤矿３上煤层首个采用倾
斜长壁一次采全高的综合机械化开采工作面。３上煤
层总体为一单斜构造，煤层厚度基本稳定。根据钻孔
资料及两道、切眼实际揭露，煤层厚度平均５．２ｍ。煤
层倾角最小１２。，最大２８。，平均１９。左右。煤层顶板：
采煤工作面作业规程顶板控制
采煤工作面作业规程顶板控制
第一节 支护设计
第六十三条 进行工作面的支护设计。支护设计应包括工作面、端头和运输巷、
回风巷支护设备的选型、支柱密度的选择、基本支架柱排距确定、柱鞋的规格尺
寸等内容。
第六十四条 工作面的支护设计，一般采用以下方法。
（一） 采用顶底板控制设计专家系统时，应根据系统要求，合理选取有关参数。
（二） 采用类比法时，应根据本煤矿或邻矿同煤层矿压观测资料和经验公式进
行设计。
1. 参考本煤矿或邻矿同煤层矿压观测资料，选择本工作面矿压参数，可参考表
1.
2. 合理的支护强度，可以采用下列方法计算（一般可以采用前两种方法，取其
中最大值即为工作面合理的支护强度Pt）.
ⅰ 采用经验公式计算：Pt=9.81hrk式中Pt-------工作面合理的支护强度，Kn/
㎡h-------采高，m;r-------顶板岩石容量，Kn/m3k----工作面支柱应该支护的上覆
岩层厚度与采高之比，一般为4---8，应根据具体情况合理选取。开采煤层较薄、
顶板条件好、周期来压不明显时，应选用低度倍数；反之则采用高倍数。
ⅱ 选用现场矿压实测工作面初次来压时的最大平均支护强度Pt.
ⅲ 采用工作面不同推进阶段（顶板来压、正常推进）按“支护原则”和“防滑的
原则”要求计算支护强度，取其中最大值。
3. 支柱实际支撑能力可以采用下列公式进行计算：Rt=KgKzKbKhKaR，式中
R------支柱额定工作阻力，KN；k------支柱阻力影响系数，可以从支柱阻力影响
系数表中（表2）查得。
4. 工作面合理的支柱密度，可以采用下列公式进行计算：n=Pt/Rtn------支柱密
度，根/㎡; Rt-----支柱实际支撑能力Kn/根
5. 根据合理的支柱密度，确定排距、柱距。
6. 合理控顶距的选择：在满足安全生产的前提下，可以根据工作面的际条件选
择控顶距。坚硬顶板控顶距可适当增大，松软、缓慢下沉顶板控顶距可适当缩小，
综采工作面720~740米超高段顶板维护措施
******综采工作面胶带巷720米~740米处
超高段顶板维护安全技术措施
我队现回采的******综采工作面，胶带巷720米~740米处，因原巷掘进时该处超高，为保证安全顺利通过该段，特制定如下安全技术措施：
一、施工工艺：
1、对该段进行架棚子支护，棚梁采用直径20cm长3.8米圆木为梁，单体液压支柱为腿套棚支护，棚距为800mm。
2、架棚前，先顺巷在采帮侧与煤柱帮侧分别贴帮架一架顺巷抬棚，抬棚长：3.8米，高3.8米。抬棚连接处用钯钉固定，并用8#双股铁丝环绕与原巷锚杆窜拴牢固，并横巷抬圆木梁做临时抬棚。
3、上梁时，整个过程都须蹬梯作业，必须派专人进行扶梯，蹬梯人员应位于梁两侧，并同肩同步扶梁。
4、先将圆木梁固定在两帮侧抬棚上，圆木梁以0.8米的排距支设，圆木梁两端要顶紧煤壁，圆木梁端用钯钉和8#铁丝配合固定，防止圆木滚动，在相邻的棚梁上以1.0米的间距，距圆木梁端0.3米交替用“#”字形木垛接顶，并配合板梁勾顶严实，同时用木楔稳固打紧，利用铁丝和钯钉将圆木与圆木交叉处栓牢固定。
5、套棚子、勾顶支设稳固后，依次在棚梁的两端，支设单体液压支柱，撑紧棚梁，在逐架架棚勾顶。
6、移工作抬棚时，先两人蹬梯，去掉钯钉，再取下顺巷圆木，梁、腿重新按上述方法搭建临时抬棚，进行架棚作业。
7、采到架棚段时，巷道内支架交错前移，支架前探梁挑住木棚梁，支架升紧同时重新注液，紧固单体支柱，保证支撑有劲。
二、安全技术措施：
1、施工时，严格执行“敲帮问顶”制度，确保安全。
2、整个过程，必须由队干部现场指挥。
3、单体必须打在实底上，保证初撑力，并用细钢丝绳，小链将单体牢固栓好。
4、套棚后的单体要经常检查，补液，窜栓牢固。
5、木垛摆放好后，升单体支柱作业时，要两侧单体同时升起，升紧，以防木垛失稳，塌落。
6、人工搬运木料时，必须口令一致，统一作业，防止碰手碰脚的事故发生。
7、作业人员做好自保、互保、联保。
强化煤矿炮采高档普采工作面、锚杆支护巷道、架棚巷道顶板管理规定-V1
强化煤矿炮采高档普采工作面、锚杆支护巷道、架棚巷道顶板管理规定-V1
近年来，煤矿生产安全事故频发，为保障煤矿生产安全，强化煤矿炮采高档普采工作面、锚杆支护巷道、架棚巷道顶板管理规定至关重要。
一、煤矿炮采高档普采工作面
1.煤矿炮采高档普采工作面的选择
在选择煤矿炮采高档普采工作面时，产出量、煤层稳定性、采煤方式、地质条件及设备等因素应充分考虑，确保采出煤炭的质量和安全。
2.加强煤矿炮采高档普采工作面安全管理
要加强煤矿炮采高档普采工作面安全管理，建立健全质量检查机制，开展煤炭质量与生产安全检查。
二、锚杆支护巷道
1.锚杆选型与加固
锚杆选型应根据不同工作面巷道的地质情况和顶板条件，选用适合的锚杆规格，加固不同类型的巷道，确保生产的安全和顺利。
2.锚杆质量检测
在使用锚杆支护巷道前，要对其进行检验和试验，确保其符合规定的质量管理标准。
三、架棚巷道顶板管理
1.巷道架棚的选择
选择合适的架棚类型，应根据巷道内煤层开采的高度和工作面覆岩厚度，考虑架棚的承载力和稳定性。
2.架棚巷道顶板的巡检与维护
在巷道投入使用后，要进行定期巡检和维护，及时发现并解决顶板变形和裂缝等问题，确保顶板的牢固和稳定。
以上对强化煤矿炮采高档普采工作面、锚杆支护巷道、架棚巷道顶板管理规定的简要介绍，旨在为煤炭生产安全提供实用依据，为煤炭生产注入更多安全保障。
大采高综采工作面顶板控制方法的研究
２０１３正 Ｓｈａｎｄｏｎｇ ＩｎｄｕｓｔｆｉＭ＿ｒｅｃｈｎｏｌ０ｇｙ 山东工业技术 第１０期
大采高综采工作面顶板控制方法的研究
伏彦孙波
【神华宁夏煤业集团红柳煤矿，宁夏灵武７５１４００）
【摘要】本文对大采高综采工作面顶板破碎、漏顶与煤壁片帮等影响生产安全及生产效率的重要原因进行分析和研究，采取相应措施，加
强顶板控制，降低漏顶及片帮事故，保证安全生产，实现高产、高效。
【关键词】顸板控制；粱端距；采高；支护强度
０引言 唯一因素，它受诸多因素影响。
随着煤矿开采综合机械化程度的不断提高．工作面回采速度也逐
渐加快．在这种情况下．工作面顶板控制和防片帮工作就显得尤为重
要。
红柳煤矿位于宁夏灵武市马家滩镇．目前主采２号煤层．生产机
械化水平较高。矿井当前的实际生产能力为５５０万吨，年。２号煤层在 Ｉ采区共布置６个综采工作面．煤层厚度在４．５０～７．９５米之间．平均厚
度５．９Ｏ米．ｆ值在１．９到２．１之间，煤层局部有断层构造及冲刷现象。２
号煤层直接顶多为泥质胶结的细砂岩，水平层理。遇水变软 稳定性中
等：基本顶为泥质胶结的粗砂岩，胶结程度及稳定性都较差；直接底为 粉砂岩．遇水易变软
大采高综采工作面顶板控制的关键是端面顶板的维护控制．因为 端面顶板在采煤机割煤后（支架未及时移架前）基本属于无支护区，是
工作面顶板控制的最薄弱环节；因此，寻求其控制和维护方法，对安全
生产有重大意义
１ 端面漏顶及煤壁片帮的因素分析
１．１地质因素
煤与围岩的强度、节理、裂隙及断层等地质构造是影响顶板稳定 与否的内因．通常煤层强度低，层理、裂隙发育。断层构造带是造成顶
板岩层破碎且易冒落的重要因素。随工作面开采，煤层与围岩相对稳 定的力学结构遭到破坏．顶板岩层应力通过煤层释放给底板岩层．若
煤层强度低、易碎．顺岩层应力无法或完全释放到底板岩层，从而导致
顶板破碎；上覆岩层的层理、裂隙是决定岩体强度的重要特征，层理、 裂隙越发育，岩性越弱．强度越低．顶板岩层也越容易发生漏顶事故。
11-105综采工作面支护设计(最终)
第一节 巷道布置和工作面基本参数
一、巷道布置
本工作面正、付巷沿煤层走向方向布置，正巷长度为1228m,付巷长度为1168m,切巷长度为240m。
附图一：巷道布置图
二、巷道支护形式和断面特征：
第二节 支架设计选型计算
一、液压支架选型原则
1、支护强度应与工作面矿压相适应。支架的初撑力和工作阻力要适应直接顶和基本顶岩层移动产生的压力，将空顶区的顶底板移近量控制到最小程度。
2、支架结构应与煤层赋存条件相适应。
3、支护断面应与通风要求相适应，保证有足够的风量通过，而且风速不得超过《煤矿安全规程》的有关规定。
4、液压支架应与采煤机、刮板输送机等设备相匹配。支架的宽巷道名称 断面形状 净宽
（mm） 净高
(mm) 毛宽
（mm） 毛高
(mm) 支护形式
11-1051巷 矩形 4400 3200 4600 3300 锚网梁、锚索、架棚
11-1052巷 矩形 4400 3200 4600 3300 锚网梁、锚索、架棚
11-105切巷 矩形 6500 3200 6700 3300 锚网梁、锚索 度应与刮板输送机中部槽长度相一致，推移千斤顶的行程应较采煤机截深大100-200mm，支架沿工作面的移架速度应能跟上采煤机的工作牵引速，移架速度还应满足生产指标的要求，支架的梁端距应为340mm左右。
二、液压支架选型依据及内容
1、选型依据：支架选型前必须将工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全面查清、探明，编出综采采区、综采工作面地质说明书。
2、选型内容：选择支架时，要确定下述内容：支架类型，如支撑掩护式或掩护式；立柱根数；支护阻力，包括初撑力、额定工作阻力；支架结构高度，包括最大和最小高度；顶梁和底座的结构形式、尺寸及其相对位置；对防滑、防倒、防片帮、调架、移架、端面维护等装置的要求；操作方式、阀组性能等。
三、基本支架初步设计
1、基本支架主要技术参数的确定
⑴支护强度（工作阻力）
大采高综采面回采巷道支护技术
总第１４８期
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２７９８．２０１１．１２．０１１
大采高综采面回采巷道支护技术
葛亚兵
（淮南矿业集团公司谢桥煤矿，安徽颍上２３６２２１）
摘要：以谢桥煤矿１１６１（３）工作面回采巷道地质条件为工程背影，分析了大采高综采面回采巷道支护存 在的难点，结合锚杆与锚索支护原理的区别及谢桥煤矿近几年的巷道锚杆支护经验，提出了锚网索联合支 护方式，确定了合理的支护参数，并对回采巷道超前支护进行设计，取得了良好效果。 关键词：大采高；综采面；支护技术；回采巷道 中图分类号：ＴＤ３５５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５．２７９８（２０１１）１２—００３３．０２
近些年发展起来的大采高综采是对３．５～６．０ ｍ的
厚煤层一次采全高的开采方法。与分层开采相比，大
采高综采具有生产能力大、单产高、巷道布置简单、工
序简单、巷道掘进量和维护量小、回采工效和煤炭资源
采出率高、设备搬家倒面次数少和节约假顶材料等优
点；与放顶煤开采相比大采高综采具有煤炭资源采出
率高、含矸率少、采面煤尘少、自燃发火和瓦斯涌出量 小等优点 Ｊ。大采高综采目前已经成为我国厚煤层
开采的主要发展方向之一，是开采缓倾斜３．５—６．０ ｍ
煤层的一个重要发展方向。
大采高综采工作面通风、运输和开采工艺对巷
道断面尺寸要求越来越大，目前，谢桥煤矿１１６１（３）
工作面回风巷净宽５．２ ｍ，中高３．０ ｍ。运输巷净宽
５．０ ｍ，中高３．０ ｍ。综采工作面两巷的支护技术问
题，如果不及时解决，不仅影响到综采面的产量，而
且还可能产生一系列安全问题，如顶板管理及一通
三防等重大问题。为此，本文以谢桥煤矿１１６１（３）
工作面回采巷道为工程地质背景，开展大采高综采
工作面回采巷道支护技术研究。
１工作面地质概况
谢桥煤矿１１６１（３）面位于东翼１３—１煤层采区
东翼六阶段，走向长１ ８６５．８ ｍ，倾斜长２１８．１ ｍ。
浅谈综采工作面大采高采煤方法及设计方法的研究
浅谈综采工作面大采高采煤方法及设计方法的研究
中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2012）12-0223-01
摘要：近年来，随着综采设备制造技术的飞速发展，综采设备走向重型化、强力化和自动化，使设备的可靠性得到保证，有力的推动了大采高综采技术的发展，带来了新一轮采煤技术的革命，辅助运输系统与主运输系统相分离，其中辅助运输系统采用了国际上先进的辅助运输设备单轨吊，可满足人员、机械设备、材料和矸石的运输，无需中间转载，可从井底车场直达工作面。矿井一水平采用两翼对角式通风系统。
关键字：大采高采 综采技术 设计方法
1 采煤方法和采区巷道布置
1.1回采工艺过程：采煤机由机尾向机头割煤→移架→移刮板输送机→机头进刀向机尾割煤→移架。
为提高煤炭回收率，应注意：
1）加强科研工作，减少初采、末采和端头损失。
2）优化采煤工艺过程，强化组织管理。
3）搞好煤厚探测，加强计量管理，为提高回采率提供可靠的计算依据。
综采工作面采用双滚筒采煤机割煤，刮板输送机运煤，经转载机
转载，破碎机破碎后由可伸缩胶带输送机运至胶带输送机大巷。
1.2工作面端头支护
工作面端头是指工作面与两巷的交接处。端头处的悬顶面积大，时间长，机械设备多，又是进出材料和人员的交通口，所以必须采取措施加强支护。特别是工作面端头处的顶板事故约占工作事故的1/4～1/3，搞好工作面两端头处的支护管理是十分重要的。
2 矿井设计生产能力及服务年限
矿井生产能力是度量矿井生产建设的重要指标，在一定程度上综合反映了矿井生产技术面貌，是井田开拓的一个主要参数，也是选择井田开拓方式的重要依据之一。