坚硬顶板大采高综采面支架合理工作阻力研究

第3 3卷第1期 2 0 1 3年 0 1月

西

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科

技 大学学报

V0 1 . 3 3 No . 1

J 0U R NA L OF X I’ AN UN I VE R S I T Y O F S C I E NC E A ND T E C H NO L O G Y

J a n . 2 01 3

文章编号： 1 6 7 2— 9 3 1 5 ( 2 0 1 3 ) O l一 0 0 2 3—0 5

坚硬顶板大采高综采面支架合理工作阻力研究 刘锦荣，袁永 ( 1 .大同煤矿集团有限责任公司，山西大同 0 3 7 0 0 3; 2 .中国矿业大学

矿业工程学院深部煤炭资源开采教育部重点实验室，江苏徐州 2 2 1 1 1 6 )

摘

要：基于同煤集团晋华宫矿 8 2 1 0工作面条件，采用理论分析与现场实测相结合的方法，对坚

硬顶板大采高综采面支架工作阻力确定方法进行了深入研究，结果表明：坚硬顶板大采高综采面 顶板易形成“ 坚硬一坚硬型”双岩梁结构，支架合理工作阻力应能同时满足对下位岩梁的“限定变形”和上位岩梁的“给定变形”的控制要求，由此计算 8 2 1 0工作面强制放顶前后支架工作阻力分 别为 1 8 0 0 0, l 1 0 0 0 k N,确定 z Z 1 3 0 0 0/ 2 8/ 6 0型支架为工作面支架，实现了坚硬顶板厚煤层的安全高效开采。 关键词：坚硬项板；大采高综采；支架工作阻力；强制放顶中图分类号： T D 3 5 5 文献标志码：A

0 引言 大采高综采是近年来发展起来的厚煤层开采新工艺，实践表明，大采高综采煤炭采出率可比综放开采提高 l O%一 1 5%,是一种有推广前景的高采出率开采技术，已成为 7 . 0 r n以下厚煤层高效开采的发展方向…。但由于大采高综采工作面采高大、矿压显现剧烈，采场煤壁片帮、冒顶、压架、倒架等事故发生率高，已成为制约大采高综采技术推广应用的瓶颈 J,上述问题在坚硬顶板条件下更为突出。支架的科学选型是解决上述问题关键，其中支架工作阻力的合理确定是支架科学选型的基础 I 4 J。 支架工作阻力的确定方法主要有：载荷估算法、实测统计法及理论分析法等 J,目前，大采高综采支架工作阻力的确定主要基于上覆岩层破断为单岩梁结构，如弓培林一采用载荷估算法计算大采高综采采场支

架工作阻力，宋选民通过实测统计与理论分析相结合的方法确定沙曲矿大采高综采支架的合理

工作阻力，李龙清采用物理模拟和 F L A C如数值模拟相结合的方法确定羊场湾煤矿 6 . 2 m采高条件下的 支架工作阻力， W. L a w r e n c e 。。通过数值模拟和经验类比法进行工作面支护设计，伍永平¨采用物理模拟与理论计算相结合的方法来确定坚硬顶板条件下的大采高综采支架工作阻力，宋德军通过理论计算与类比法确定坚硬顶板条件下的大采高综采支架的工作阻力。而大采高综采覆岩易形成多岩梁结构，这是大采高综采覆岩运动的新特点¨ H J,文中基于多岩梁结构确定了坚硬顶板条件下的大采高综采支架工作阻力，对类似条件下的支架选型具有借鉴意义。

1工程概况 晋华宫矿 4 0 2盘区 8 2 1 0工作面，开采 l 2 煤层，煤厚 5 . 3— 6 . 5 m,平均 5 . 6 m,煤层倾角为 1。~1 0。,平均为 6。,煤质较硬，硬度系数为 3~ 4,工作面伪顶为厚 0 . 9 m的砂质页岩，直接顶为厚 2 . 3 I 1 1的细砂岩，基

本顶为厚 l 8 . 2 1 T I的中粗砂岩，硬度系数为 1 1 .采用大采高综采工艺开采，采高 5 . 5 m,工作面长 1 6 3 . 7 m . 8 2 1 0工作面是同煤集团首个采高超过 5 m的大采高工作面。 收稿日期： 2 0 1 2— 0 9—1 5

通讯作者：刘锦荣( 1 9 7 1一),男，山西大同人，硕士，高级工程师，主要从事生产技术研发及管理工作

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