综采工作面合理支护强度确定

问题探讨

doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2009.12.018

总第122期

综采工作面合理支护强度确定

郭　焘

(神华集团神东煤炭分公司哈拉沟矿,陕西神木　719315)

摘　要:论述了确定综采面液压支架所需支护强度常用的估算公式及查表法的不足,介绍了更为实用的经验公式计算法。列出了三个新近综采面实际选用的支架支护强度,以及与用不同方法所求得值的差别,进一步有根据地分析了增大支护强度有利于工作面顶板管理,介绍了支架工作阻力较高的工作面更有利于增加产量和提高工效的国外生产经验。关键词:综采支架;支架强度;工作阻力;顶板管理

中图分类号:TD350.1　　　文献标识码:B　　　文章编号:100522798(2009)1220042203

1　液压支架支护强度的确定

保证整套综采设备工作的可靠性是高产高效的主要条件之一。而液压支架工作的可靠性又对整套设备工作可靠性有重要影响。比如,从对综采面生

[1]

产系统可靠性研究可知,13个综采面,11个月生产期间,为3877.5h,约占综采面其他设备带输送机)(为22。,应着重解决确定,要能使其平衡直接顶及基本顶(老顶)的力,控制围岩给定变形;另外,要使该工作阻力能控制顶板合适的下沉量,即与围岩结构相适应的顶板下沉量。但是,应该指出,支架的工作阻力与顶板下沉的密切关系是:支架工作阻力超过一定数值后,再增大工作阻力对顶板下沉将无多大影响。其直接后果就是液压支架工作可靠性降低,顶板状态变坏。众所周知,支架整架的工作阻力等于支护强度乘以支架支护面积,而支护面积又等于支架中心距乘以综采工作面最大控顶距,显然,确定其应有的支护强度至关重要。

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神东矿区2煤层,赋存特点是煤炭埋藏浅(80～120m),上覆基岩厚58～118m,风积沙、黄土及砾岩层厚8～42m。02212综采工作面煤层平均厚5.7m,煤层坚硬(普氏系数f=1.5),直接顶为粉砂岩、细砂岩,厚10～27m,老顶(基本顶)为粉砂岩,厚9～18m,直接底为碳质泥岩,厚1～2m。

神东矿区现场矿压观测表明,浅埋煤层长壁工作面矿压显现并不因为煤层埋藏浅而缓和,相反却

相当剧烈。其主要特点是工作面来压表现为煤层上覆基岩全厚度切落,老顶上覆岩层也会切落,垮落直

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接涉及地表(2III级)

根据神东矿区经验,[2]

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-(1)=:p,MPa;n为作用于支架,一般可取5～8;h,m;r为顶板岩石平均密度,r=

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2.5t/m。

综合机械化采煤的生产实践,使人们对支架合理的工作阻力确定有了新的认识,比如在前苏联出

[3]

版的《井下采煤工艺》一书中作者指出,用高阻力支架能使工作面顶板状况得到显著改善,支架阻力提高一倍,顶板下沉量减少35%,支架后方悬顶面积减少29%,工作面冒顶减少33%～67%。高阻力液压支架的支柱承载状态和可缩性要比低阻力液压支架平稳,因而使用高阻力液压支架要比低阻力液压支架安全、可靠。高阻力液压支架能在不破坏直接顶板完整的条件下,将支架阻力传递给坚固的老顶岩层,能较有效地控制老顶岩层的运动。因此提出,能更好地管理顶板的液压支架支护强度p可按以下经验公式计算:

(2)p=(13.5～16.0)(h-Δh)/(kp-1)

式中:Δh为保证工作面顶板状态良好时,顶板最大允许下沉量,一般取0.24m;kp为直接顶碎胀系数,可按有关文献查得。

利用估算公式(1)和经验公式(2),以及参照《缓倾斜煤层工作面顶板分类方案》和《各类支架选型表》求得的哈拉沟矿02212和02201综采面的支

收稿日期:2009207229

作者简介:郭　焘(1974-),男,陕西神木人,助理工程师,从事煤矿经营管理工作。

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