成莊礦大采高支架使用實(shí)踐與分析

摘要：文章通過(guò)分析成

莊礦5310大采高工作面ZY12000/28/62D型兩柱支撐式掩護(hù)液壓支架在正常回采過(guò)程中的使用效果，結(jié)合理論參數(shù)的計(jì)算，并依托在回采過(guò)程中礦壓數(shù)據(jù)分析液壓支架的適應(yīng)性，為5304大采高工作面及其他工作面的支架選型提供理論依據(jù)和技術(shù)保證，為成莊礦大采高工作面的配型安裝提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：成莊礦；大采高工作面；支架選型；礦壓監(jiān)測(cè)；工作阻力；液壓支架 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TD355 文章編號(hào)：1009-2374（2015）22-0164-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.081

本文主要結(jié)合成莊礦5310大采高首采工作面各階段回采過(guò)程中對(duì)ZY12000/28/62D型兩柱支撐式掩護(hù)液壓支架的載荷估算，實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)進(jìn)行總結(jié)分析，為5304大采高支架選型提供依據(jù)。

1 5310大采高支架大采高工作面的載荷計(jì)算

利用公式F=（4～8）×H×R×g×S1可得支架的載荷能力，對(duì)比綜采放頂煤，實(shí)際是按照上覆巖層8倍采高重力計(jì)算，而我礦5310大采高所采用的是4～8倍采高的上覆巖層的重力的中間值，即6倍采高重力計(jì)算。

此公式依據(jù)為：上覆巖層跨落高度Dh=采高H/k-1，其中k為碎漲系數(shù)，區(qū)間為1.25～1.5，因此可得上覆巖層跨落高度Dh=（2～4）H，結(jié)合老頂初次來(lái)壓和周期來(lái)壓，實(shí)際支架所承受的上覆巖層的重力為實(shí)際重力的2倍，可得F=2（2～4）f。

按照6倍采高重力計(jì)算，可得5310工作面支架的工作阻力，如表1所示：

按照8倍采高重力計(jì)算，可得5310工作面支架的工作阻力，如表2所示：

按照載荷計(jì)算支架的工作阻力，現(xiàn)在的12000kN的支架是能夠滿(mǎn)足工作的正常需要。

2 對(duì)大采高工作面進(jìn)行不同階段的礦壓監(jiān)測(cè)

結(jié)合5310工作面初采、回采正常階段礦壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析老頂來(lái)壓是支架的適應(yīng)性，根據(jù)以下公式分析：老頂來(lái)壓分析以支架的平均循環(huán)末阻力與其均方差之和作為判斷頂板來(lái)壓的主要指標(biāo)。數(shù)據(jù)計(jì)算的公式為：

式中：

——循環(huán)末阻力平均值的均方差，代表數(shù)據(jù)的離散程度

n——實(shí)測(cè)循環(huán)數(shù)

——各循環(huán)的實(shí)測(cè)循環(huán)末阻力

——循環(huán)末阻力的平均值，即：

頂板來(lái)壓依據(jù)：

2.1 初采期間老頂來(lái)壓分析

各支架來(lái)壓判據(jù)計(jì)算結(jié)果如表所示：

2.2 正?；夭呻A段老頂來(lái)壓分析

各支架來(lái)壓判據(jù)計(jì)算結(jié)果如表4所示：

綜合各階段監(jiān)測(cè)，5310工作面老頂來(lái)壓最大的階段在正?；夭呻A段，P=8775.75kN，因此從安全的角度考慮，工作面的支架應(yīng)該有15%～20%的富余量，因此選型的支架應(yīng)該在10248.0375～10931.24kN是安全的，所以選用12000kN支架是安全的。

3 初撐力確定

支架的初撐力對(duì)直接頂?shù)姆€(wěn)定性和破壞程度及圍巖的平衡程度起著決定性的作用，因此大采高的初撐力確定為：

P=K（LKHγ+H2γcotφ/2）

式中：

LK——支架控頂距

H——頂板一次冒落的高度

γ——巖石容重

K——載荷系數(shù)

φ——頂板破斷角

考慮到支架的防沖擊性能及工作面供液效率、供液元件等影響，初撐力稍高于7665.4kN，因此7917kN支架是合理的。

實(shí)測(cè)工作面各階段初撐力：

3.1 初采期間初撐力分析

該階段支架的初撐力普遍過(guò)低，尤其是最小初撐力，幾乎是剛剛接頂?shù)妮d荷，同時(shí)，過(guò)低的初撐力也是大采高直接頂垮落期間的片幫、冒頂及隔段時(shí)間頂板離層破碎的原因之一。

3.2 正常回采階段初撐力分析

考慮到支架的防沖擊性能及工作面供液效率、供液元件等影響，初撐力稍高于7700kN，因此7917kN架是合理的。加強(qiáng)初撐力的管理，否則會(huì)出現(xiàn)直接頂?shù)脑缙陔x層和破碎，致使支架不能通過(guò)直接頂?shù)膫鬟f對(duì)老頂取得平衡而失去支架對(duì)頂板的有效支護(hù)，造成工作面冒頂、片幫等。

4 大采高液壓支架架型選擇

綜合上述數(shù)據(jù)分析，采用ZY12000/28/62D型液壓支架符合成莊礦大采高正?；夭尚枨?，具體參數(shù)見(jiàn)表7：

5 結(jié)語(yǔ)

（1）ZY12000/28/62D型液壓支架工作阻力較高，安全閥開(kāi)啟次數(shù)少，適應(yīng)性較強(qiáng)，能夠滿(mǎn)足大采高的正常回采。回采必須加強(qiáng)初撐力的管理，否則對(duì)頂板不能有效支護(hù)，造成工作面冒頂、片幫等；（2）使用電液控制支架動(dòng)作，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率；（3）支架上附帶的EEP不能正確顯示支架的工作阻力，同時(shí)顯示的數(shù)據(jù)太小，在回采過(guò)程中，與立柱上安裝的微表讀數(shù)差異較大，需進(jìn)一步改善。

作者簡(jiǎn)介：尹樹(shù)林（1976-），男，四川綿陽(yáng)人，太原煤氣化集團(tuán)公司龍泉煤礦工程師，碩士，研究方向：煤炭科技與應(yīng)用。

（責(zé)任編輯：王 波）