大采高综放支架工作阻力确定方法探讨

很好,有用

科技情报开发与经济

文章编号：１００５—６０３３（２００９）３２—０１２９—０２

ｓｃＩ—ＴＥｃＨＩＮＦＯＲＭＡＴｌ０ＮＤＥＶＥＬｏＰＭＥＮＴ＆Ｅｃ０ＮＯＭＹ２００９年第ｌ９卷第３２期

收稿日期：２００９一０９—２９

大采高像放支召互诉阳力确定方法探讨

王敏，邓国恩

（太原理下大学．山两太原，０３００２４）

摘要：在综合研究目前综放支架工作阻力确定方法基础上，以采场围岩控制为核心。采用实测统计方法，分析了大采高综放支架合理工作阻力的确定方法。并以朔州区４号煤条件为例，给出了合理工作阻力值。

关键词：大采高综放开采；工作阻力；实测统计方法中图分类号：ＴＤ８２

文献标识码：Ａ

综采放顶煤及大采高综采已经成为我国最为重要的两种厚煤层开采丁艺．普通的综放开采适应性强．但同收牢相对较低，同时由于放煤Ｔ艺影响．综合单产水平不及大采高丁艺。大采高采用了大功率采煤机及高强度液压支架后．单产水平很高．但其开采高度目前最大仅达到了６．５ｍ。闲此．在特厚煤层巾．采ｔＩ斗｛大采高综放能够充分发挥综放及大采高的优势．大采高综放支架工作阻力的确定是采用该工艺首先需要解决的问题。

图ｌ综放支架载荷计算图

Ｉ

１．１

综放支架工作阻力确定方法及分析

以损伤理论为依据的统计类比法

综放支架载荷，由两部分组成，一是支架上方顶煤体的重

肚Ｆ（占４Ⅳ果）

根据以上分析．将我国３０多个１二作面综放开采实测支架最大载荷与煤层硬度系数／、采深Ｈ摹以及顶煤厚度进行同归．得到如下关系式：

力形，二是顶板岩层促使顶煤体垂直变形的压力一（见图１）。顶板岩层促使顶煤体垂直变形的压力按下述方法求得：在控顶区对顶煤体垂直方向物性方程积分求得所受变形压力并考虑水平变形对顶板力传递的弱化作用．计算公式为：

ｋ

肚ｌ

９３９＋２．１月黑“７吵等

（１）

考虑到影响支架阻力阒素的复杂性及煤矿开采过程巾的不可预测性，取支架安全系数Ｊ（＝１．２～１．３５，则支架额定支护阻力为：

Ｆ芦Ｆ Ｋ

Ｆ产鲁＼Ｄ／，ＤＬｓｖｄｌ

式巾：，，为煤体弹性模量弱化系数，考虑岩石与岩体的影响效应；Ｄ∥．Ｄ．为分别为顶煤体水平和垂直方向的损伤变量：６为支架宽度；ｓ，为顶煤垂直方向的变形量；ｋ为支架顶粱长度；玩为顶煤厚度。

综放１二作面支架所需Ｔ作阻力，为：

表ｌ为部分矿区同归结果表。由表ｌ可知，综放Ｔ作面支架工作阻力与实测值较为接近。需要说明的是，由于３０个样本大部分是巾硬煤层综放面。式（１）更适合中硬及以下综放丁作面。对于煤层属巾硬条件的大采高综放丁作面。该公式依然可以采用。

表Ｉ部分矿区回归结果

矿井名称

，ｍ

，兰缈＋Ｊ惮加７堪＋二萎生ｆ々；

枘Ｆ

ｗ

Ｄ∥｜Ｄ－５翻ｚ

式中：形为支架上方顶煤体质量；ｙ健为煤的密度。

由支架Ｔ作阻力计算公式可以看ｆ｝Ｉ，支架所需丁作阻力与顶煤体弹性模量成正比，若将顶煤体应力一应变峰值前的变形特点视为胡克定律，则与顶煤体的抗压强度成正比，并与顶煤体的水平、垂直损伤变量的乘积呈正比。南于支架所需丁作阻力主要用于支架平衡上方顶煤体的重力及顶板作用于顶煤体时所产生的变形压力．而顶煤体重力与顶板变形破坏引起的顶煤体变形压力相比，后者明硅大于前者。因此根据上式可近似地认为，支架所需Ｔ．作阻力与顶煤体厚度成反比。

顶煤位移的现场实测与有限元数值模拟表明，在控顶Ⅸ内顶煤体以垂直位移为主，其大小与采深成正比关系．即在相似条件下，采深越大，垂直位移越大。垂直位移的增加．使顶煤产生更大的变形压力．闪此认为支架所需Ｔ．作阻力与采深Ⅳ丑成正比。

综上所述，支架所需的Ｔ作阻力，与顶煤厚度岛，煤层硬度普氏系数厂．采深Ｈ重有以下函数关系，即：

采深煤层硬度系数／

１．２２２．５２．１２．４２．４４

Ｉ

顶煤厚度，ｍ

４．０９４．５６４．１３３．７８．Ｂ５．１３９．３２．０９

实测最大Ｔ作阻力，ｋＮ

２２７０３３９０３３６７．３３４５５３７４６

４

同归最大１＝作阻力，ｋＮ

２９６２３３３４３

４６１６

乌兰矿工庄矿４３０９阳泉一矿８６０３东滩矿１４３０８铜川下石节２０９兴隆庄５３０６靖远魏家地１１０

大Ｊｆ日｛二矿

２００２００２５０６００３００４１２

５００

２３０

７１７

３

０６７

３９８４３４７７３２５５

３２００

３

３００Ｉ．３

３５０

１．２实测统计法

根据已有的实验（实测资料）．缓斜放顶煤开采时支架的Ｔ作阻力情况她表２。虽然表巾所列测定结果是在不同放煤、架型、支护强度等条件下的矿压显现．然而支架的实际支护强度一般为２００ｋＰＰ３８０ｋｐａ。老顶来压高度对支架载倚的变化影响并不大，采放高度与对支架受载影响也不大。

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