大采高综采支架工作阻力综合分析与确定

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第２期李龙清等：大采高综采支架工作阻力综合分析与确定２５５２６．２ｍ大采高综采支架工作阻力相似模拟

实验研究的目的是模拟羊场湾煤矿６．２ｍ大采高工作面综采支架合理工作阻力，分析向前推进过程中上覆岩层的垮落、破断对工作面支架支护阻力的影响，进而通过对模拟支架工作阻力的统计分析，确定合理支护强度或合理支架工作阻力，为工作面综采支架选择提供依据。

２．１实验设计及铺设

根据羊场湾煤矿２’煤层的赋存特点，将实验合理几何比例确定为ｌ：２００，选用了一个５ｍ平面模型架来完成。根据理论计算，初步拟定原型工作面液压支架额定工作阻力１１

护中心距１

度为１０００ｋＮ，支架初撑力７６００ｋＮ，支７５０姗，顶梁长度４０７５ｍｍ，则初撑力时支护强度为１０６５．７ｋＮ／ｍ２，额定工作阻力时支护强５４２．８ｋＮ／ｍ２。对于几何比例为ｌ：２００的模型支架，支护强度应该为０．３４２Ｎ／ｃｍ２，额定工作阻力支护强度为ｏ．４９４Ｎ／ｃｍ２［５］。实验时通过调整支架高度，使支架保持与原型相似的力学特性。原型与模型支架支护强度对照见表２。

采用ＳＯＫⅪＡｓｅｔ２全站仪观测平面模型上测点的坐标。通过对２次观测到的坐标来计算出测点的矢量位移。对在模型开采过程中的现象和数据及时进行照相、素描、量测和记录；因原型工作面循环进尺０．８ｍ，则模型循环进尺应为２．４ｃｍ，采高６．２ｍ。模拟中各工序具体次序为：割煤＿＋量测支架工作阻力－＋移架（以初撑力架设）一割煤。

表２

Ｔａｂ．２原型与模型支架支护强度对照表ａｎｄＴｈｅ∞ｎｔｒ锄恤ｏｆｓｕｐｐｏｍｎｇｉⅡｔｅｎｓｉ哆ｏｆａｒｃｈｅｔｙｐｅｅｘｐｅ曲ｅｎｔ

２．２工作面来压判据

将模拟支架的载荷值通过相似比转化为实际支架的工作阻力，以循环为单位，求出每个循环的支护阻力的平均值ｐ。，再求全部观测循环支护阻力平均值（五。）和其相应的均方差（盯。），以支护平均值加其相应的一倍均方差作为老顶来压判据，即

ｐ’。＝ｐ。＋盯Ｐｃ，（１）

８００ｋＮ。利用公式（１）计算的该模型的老顶来压判据值为８

２．３顶板破断及矿压显现规律

以每个循环的支架支护阻力为纵坐标，以观测循环次数及推进距离为横坐标，支架工作阻力与工作面推进关系曲线如图１所示，图中当支架工作阻力大于ｐ’。的峰值时表明老顶来压，并综合考虑覆岩活动、裂隙发育和垮落情况可确定老顶来压规律。

当推进至３２．５ｍ时，直接顶初次垮落，垮落高度有３ｍ左右，采空区中部顶板２ｍ处出现细微离层。

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