孤岛综放工作面液压支架选型设计
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综采工作面液压支架选型设计研究
综采工作面液压支架选型设计研究刘东【摘要】液压支架是综采工作面的主要设备之一,正确选择液压支架的架型,对于提高综采工作面的产量和效率、充分发挥综采设计的效能、实现高产高效尤其重要.在对煤层顶底板分类的基础上,结合其煤层赋存条件,经过理论计算最终确定出适合工作面的液压支架型号,确保了液压支架的适用性和可靠性.【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2015(022)002【总页数】2页(P105-106)【关键词】液压支架;综采工作面;支架选型;适用性【作者】刘东【作者单位】山西焦煤汾西矿业集团贺西煤矿,山西柳林033300【正文语种】中文0 引言液压支架是煤矿长壁开采工作面的主要设备之一，其投资约占工作面成套设备总投资的60%以上，其适用性和可靠性是决定工作面能否安全生产的关键因素。
山西焦煤集团某矿工作面原为悬移支架工作面，目前，对采煤方法进行改革，改为综合机械化采煤，为此要进行综采工作面液压支架的选型与计算，确保工作面的产量和效率，充分发挥综采设计的效能，实现高产高效。
在对该矿煤层顶底板分类的基础上，结合其煤层赋存条件确定出综采工作面液压支架架型及其主要参数。
1 工作面地质情况山西焦煤集团某矿现主采3号煤层，为无烟煤，煤层厚度4.65～5.90 m，平均厚度5.30 m，煤层平均倾角5°，煤层赋存稳定，煤层结构简单，水文地质条件简单。
3号煤层瓦斯含量、压力均较大，有煤与瓦斯突出危险性，不宜使用综采放顶煤工艺。
因而，矿井设计采用长壁分层综采采煤法，上下分层厚度均为2.65 m。
3号煤层直接顶为泥岩，厚度2.80～8.50 m，中厚层状，层理发育，经风化沿层理面易裂开;基本顶为灰色厚层细粒砂岩，厚度3.30～11.40 m，为坚硬的岩石;直接底为黑色泥岩、砂质泥岩，厚度1.50～6.10 m，极限抗压强度为54.0～166.8 MPa，为半坚硬—坚硬岩石;基本底为灰色细粒砂岩，厚度0.25～5.50 m，为坚硬岩石。
第一章 液压支架的选型
第一章 液压支架的选型第三节 液压支架的架型选择一、架型的选择当工作面直接顶类别，老顶级别已确定经过分析论证后，可按表1-4选择支架型式。
使用表1—4时，考虑下列因素：1）煤层厚度为3.3 ~3.7米，顶板有侧向推力时，一般不宜采用支撑式支架。
2）煤层烦角为1 0～120(支撑式支架取下限，掩护式取上限)以上时，支架不必考虑防滑防倒装置。
3）底板强度、支架对底板比压应小于底板岩石允许抗压强度。
4）瓦斯涌出量大应优先选用通风断面大的支撑式或支撑掩护式支架。
5) 设备成本，能同时允许选用不同架型时，应优先选用价格便宜的支架。
老顶级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 直接顶类别12312 31234 4架 型掩护式 掩护式 支撑式 掩护式 掩护或支撑掩护式支撑式支撑掩护式支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑式 采高＜2.5m 时支撑掩护式采高＞2.5m 时支架支护强度/MP a采高/m1 0.294 1.3×0.294 1.6×0.294 ＞2×0.294结合深孔爆破，软化顶板等措施处理采空区2 0.343(0.245) 1.3×0.343(0.245) 1.6×0.343 ＞2×0.343 3 0.441(0.343) 1.3×0.441(0.343) 1.6×0.441 ＞2×0.441 40.539(0.441)1.3×0.539(0.441)1.6×0.539＞2×0.55表1-4 适应不同等级顶板的架型和支护强度另外，表1-4中的支护强度是指单位面积上的支撑力大小，括号内数字是掩护式支护强度；但允许有5％的波动范：1.3，1.6，2分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级老顶比l 级老顶的增压倍数，Ⅳ级老顶由于地质条件变化较大，只给出最低限2，具体数字应根据实际情况确定，单体液压支柱的支护密度，可用表中的支护强度除以工作阻力计算。
试述液压支架合理选型设计
摘 要： 煤 炭企 业使 用的 液压 支架是 以乳化 液作 为动 力介 质 ， 将液 压能 转化 为机械 能的一 种机 械设 备 。 现代 综合 机械 化 采煤
过程 中， 液 压 支架 的合理 选 型设计 显得 尤 为重要 。 文章根 据笔 者 的 实践 ， 分析 了液压 支 架选型 依据 ， 选 型方 法 ， 及 结构 设计 。
关键 词 ： 液 压 支架 ； 选型设 计 ； 采煤 工作 面
中图 分类 号 ：Ｔ Ｄ ３ ５ 煤炭企业 中， 液压支架是综 采设备 的重 要 组成部分 。它 与采煤机配套 使用 ， 实现采 煤综 合机械化 ， 解决机 械化采煤 工作 中顶板 管理落后 于采煤 工作的矛盾 ， 进 一步改善 和 提高采煤运输设 备效能 ， 减轻煤 矿Ｔ人 劳动 强度 ， 最大限度保障煤矿工人生命安全 。 １液压 支架选型依据 笔者认为 ， 在采煤企业 中合 理 的液压 支 架选 型是实 现采煤 工作 面安 全高效 生产 的 保证 。多年来 ， 笔者根据ｌ Ｔ作实践得知 ， 液压 支架架型 的选择 虽然主要取 决于顶板 条件 ， 但 还应 根据其 它地 质条件 结合 各类 支架 的 不 同性能和特点 ， 在 生产 中加 以选择一种较 为合 理的架型设 计则是更为理想 的。 现在 笔 者 就对这 方面总结下看法 。 取决 于煤层 厚度。 根据我 国煤层赋存 的 特 点厚度超过 、 顶板有 侧向推力 或水平推力 时应选 用抗扭 能 力强 的支架一 般不宜 用 支 撑式支架。 根据煤层 的不 同硬度厚度达 到以 上时需 要选择 带有 护帮装 置 的掩 护式和 支 撑 掩护式支架。 煤层厚度变化大 时应选择调 高范围较 大的掩护式或双伸缩支柱的支架 。 除此 之外 ，还 有煤 矿里 瓦斯 的含量 多 少。 在这方面笔者建议对 瓦斯涌 量大 的Ｔ 作 面应符 合煤 矿安 全规程 的要 求并优 先选 用 通风 断面较 大 的支撑式 和支 撑掩护 式支 架 。再比如说底板的强度 。 这主要是应使支 架 对底板 的裁 荷集度 不超 过底板 的允 许抗
过程 中， 液 压 支架 的合理 选 型设计 显得 尤 为重要 。 文章根 据笔 者 的 实践 ， 分析 了液压 支 架选型 依据 ， 选 型方 法 ， 及 结构 设计 。
关键 词 ： 液 压 支架 ； 选型设 计 ； 采煤 工作 面
中图 分类 号 ：Ｔ Ｄ ３ ５ 煤炭企业 中， 液压支架是综 采设备 的重 要 组成部分 。它 与采煤机配套 使用 ， 实现采 煤综 合机械化 ， 解决机 械化采煤 工作 中顶板 管理落后 于采煤 工作的矛盾 ， 进 一步改善 和 提高采煤运输设 备效能 ， 减轻煤 矿Ｔ人 劳动 强度 ， 最大限度保障煤矿工人生命安全 。 １液压 支架选型依据 笔者认为 ， 在采煤企业 中合 理 的液压 支 架选 型是实 现采煤 工作 面安 全高效 生产 的 保证 。多年来 ， 笔者根据ｌ Ｔ作实践得知 ， 液压 支架架型 的选择 虽然主要取 决于顶板 条件 ， 但 还应 根据其 它地 质条件 结合 各类 支架 的 不 同性能和特点 ， 在 生产 中加 以选择一种较 为合 理的架型设 计则是更为理想 的。 现在 笔 者 就对这 方面总结下看法 。 取决 于煤层 厚度。 根据我 国煤层赋存 的 特 点厚度超过 、 顶板有 侧向推力 或水平推力 时应选 用抗扭 能 力强 的支架一 般不宜 用 支 撑式支架。 根据煤层 的不 同硬度厚度达 到以 上时需 要选择 带有 护帮装 置 的掩 护式和 支 撑 掩护式支架。 煤层厚度变化大 时应选择调 高范围较 大的掩护式或双伸缩支柱的支架 。 除此 之外 ，还 有煤 矿里 瓦斯 的含量 多 少。 在这方面笔者建议对 瓦斯涌 量大 的Ｔ 作 面应符 合煤 矿安 全规程 的要 求并优 先选 用 通风 断面较 大 的支撑式 和支 撑掩护 式支 架 。再比如说底板的强度 。 这主要是应使支 架 对底板 的裁 荷集度 不超 过底板 的允 许抗
综放孤岛工作面顺槽超前支护选型研究
矿 煤层 赋存和 开采状 况 ，以１ 号煤层 ５ ５ ９ 放孤 岛工作 ５ １ １综 面为例 ，通过研究分析 ，确 定采用传统 的超前 支护方式 ：
即 采用 单 体 液 压 支 柱 加 金 属 项梁 （ 工 字 钢 ）进 行 超 前 支 或
护 ，论述了不采用超前液压 支架 的原 因，为孤 岛工作面综 放 开采提 出一些有益 的建议 。 ｌ 工作面基本概况
ｕ ｉ ｇｆ ｒ ｐ ｌ ｇ ｗａ ｌｂ ｒ ｔｄ ａ ｄ ｓ ｍ ｅｂ ｎ ｆｃａ ｏ ｏ ａｓｔ ｈ ｕ ｐ ｒ ｄ ａ ｃ ｓｔ ｅ ｕ ｏ ｗａ ｄ． ｓｎ ｏ ｅ ｏｉ ｓｅａ ｏ ａｅ ，ｎ ｏ ｅ ｅｉｉｌ ｎ ｐｒ ｐ ｓ ｌ ｏｔ ｅｓ ｐ ｏ ｔｉ ａ ｖ ｎ ｅｗａ ｈ ｎ ｐ ｔ ｒ ｒ ｎ ｆ Ｋｅ ｏ ｄ ：ｓ ｌｔ ｄｗｏ ｋ ｎ ａ ｅＦ ｌ — ｃ ａ ｉｅ ｏ ｏ ｌ ａ ｉｇ ｆｃ ； ｖ ｎ ｅ ｕ ｐ ｒｓ ｙｗ ｒ ｓＩｏａｅ ｒ ｉ ｇｆ ｃ ； ｕｌ ｍｅ ｈ ｎｚ ｄｔ ｐｃ ａ ｖｎ ａ ｅＡｄ ａ ｃ ｄ ｓ ｐ ｏ ｔ ｙ ｃ
太 原东山煤矿有 限责任 公司位 于沁水煤 田西北角 ，隔
太 原 盆 地 与 太 原 西 山 煤 田相 望 。矿 井 设 计 生 产 能力 １ ０ ５万 ｔ ａ 现 主 要 开 采 ｌ 号 煤 层 ， 以往 １ 号 煤 层 工 作 面 采 用 跳 ／， ５ ５ 采 布 置 ， 造 成 ５ ５９ 作 面 周 围 全 部 为 采 空 区 ， 形 成 了 １ １工
ＺＨＡ ｌ ｎ ｍｉ ｏ ａ － ｎ ｉ （ ｉ ｔｄｌ ｂｌｙｃ ｍｐ ｎ ｆ ｎ ｓ ａ ｏ ｌ ｎ ，ａｙ ａ ，ｈ ｎ ｉ ３ ０ ３ Ｌｍｉ ａ ｉｔ ｏ ａ ｙｏ ｇ ｈ ｎｃ ａ ｍｉｅＴ ｉｕ ｎＳ ａ ｘ ０ ０ ４ ） ｅ ｉ ｉ Ｄｏ
液压支架参数及选型计算
掩护支架的适用条件及选型
1）当顶板无大于0.3m的伪顶，直接顶在采煤机割煤后不会立即离层破碎，
但经移架反复支撑后易在顶梁后部破碎冒落时，宜选用支顶式掩护支架； 2）当顶板有大于0.3m的伪顶，或直接顶在采煤机过后即易破碎冒落时， 应选用带伸缩梁的两柱掩护支架，限位千斤顶的阻力足以提高顶梁端部 承载能力； 3）当直接顶端面顶板完整不破碎时，两种两柱掩护支架均能充分发挥支 柱阻力，有效控制顶板，但支掩式的支撑效率、初撑力及支护强度不如 支顶式高，支顶式支架的效果通常优于支掩式支架； 4）如两柱掩护支架的掩护梁不加机械限位装置，在顶板破碎冒落时，平 衡千斤顶常难以保证顶梁与掩护梁夹角稳定，支架有失去支护能力的危 险； 5）对老顶来压强烈的煤层（动压系数>1.5），因两柱掩护支架的承载能 力曲线中支柱工作区宽度较窄，以及顶梁较短，支架工作阻力较低，故 其适应性不如支撑掩护式支架好； 6）如欲扩大掩护支架的使用范围，则应提高支架初撑力和切顶能力，并 改善梁端支护和防片帮装置，以此提高其对老顶来压的适应能力；总之， 掩护支架适用于一般不稳定和中等稳定，老顶来压不十分强烈的条件； 7）底板松软或极松软时，应使支架底座前端不陷入底板而妨碍移架。
1.2.3 支撑掩护式液压支架
支撑掩护式支架有四柱支顶式、三柱及四 柱支顶支掩式两类。支顶式支架在高度变化时 除X型外对支撑力影响不大，而支掩式支架阻力 要变化。支撑掩护式支架的支撑能力较强，顶 板的合力作用点工作范围宽，对顶板的适应性 较强，切顶能力强。支撑掩护式支架的掩护梁， 因水平投影面积小故受载也小的多，支架底座 对底板压力的分布也较掩护支架更均匀，对松 软底板有较好的适应性。支架断面大，行人方 便。但由于支架顶梁较长，结构较复杂，故支 架价格较高，重量较大，支撑掩护式支架较适 用于老顶来压强度大的煤层，对底板强度不限， 适用范围较宽。
综采液压支架选型及参数确定
综采液压支架选型及参数确定、前言宝源煤矿位于包头市石拐区煤田，原为30万t/a的地方小煤矿，采煤方法为房柱式采煤法。
经过煤炭资源整合，生产能力将扩大为120万t/a,采煤方法采用综合机械化采煤法。
根据该矿井煤层为浅埋深的特点，对综采支架选型和参数进行了设计。
2、地质概况该矿井主采煤层为侏罗系中下统延安组6-2煤，煤层平均埋深为120m左右，厚度3～6.2m，平均4.1m，倾角0～1°。
煤层顶板以上30m至底板以下20m范围内的岩石以深灰色砂质泥岩为主，次为粉砂岩。
煤层顶底板泥岩类自然状态抗压强度均小于30mpa，为软弱岩类，软化系数小于0.19，且在水中有崩解破坏现象。
岩石强度在吸水状态为自然状态的1/3～1/5，煤层顶底板岩石的稳固性较差，属于典型的浅埋深煤层。
3、深掩埋浅煤层顶板来压特点浅埋深煤层可以分为2种类型。
a类型：基岩比较薄、松散载荷层厚度比较大的浅埋深煤层，其顶板破断为整体切落形式，易于出现顶板台阶下沉，老顶为单一关键层结构的煤层，此类厚松散层浅埋深煤层称为典型的浅埋深煤层。
厚度比较大、松散载荷层厚度比较小的浅埋深煤层，其矿压显现规律介于普通工作面与浅埋深煤层工作面之间,表现为两组关键层，存在轻微的台阶下沉现象。
可称为近浅埋深煤层。
东胜煤田属于b类型浅埋深煤层。
深掩埋浅煤层工作面的主要矿压特征就是老顶破断运动轻易波及地表。
顶板难于构成平衡的结构。
来压存有显著动载现象。
4、架型选择的依据架型挑选必须考量支架的有关尺寸、结构特征，掘进性能必须与煤层地质条件、矿压显现出来规律以及工作面服务设施设备相适应。
①煤层地质条件：根据部颁标准mt553-1996煤层顶上底板分类标准，该煤层轻易顶上为i类，基本顶上为ⅱ类，底板为ⅱ类。
②矿压显现出来规律：矿压特征就是老顶破断运动轻易波及地表．顶板难于构成平衡的结构，压力很大，来压存有显著动载现象。
③工作顶板岩层基本为冒著落带和裂隙拎。
b类型：基岩面服务设施设备型号及参数(见到表中1)。
综放工作面安装液压支架安全技术措施
综放工作面安装液压支架安全技术措施1. 引言为保障综放工作面的安全生产，有效防止工作面发生地质灾害，对综放工作面安装液压支架应采取一系列的安全技术措施。
本文将就综放工作面安装液压支架的安全技术措施进行详细的介绍和讲解。
2. 安全技术措施综放工作面安装液压支架的安全技术措施主要分为以下几个方面：2.1 工作面预处理在安装液压支架之前，应对工作面进行必要的预处理工作。
首先，对工作面进行地质勘探，了解工作面地质情况，包括地层构造、煤层厚度、地应力等。
其次，根据工作面地质情况制定合理的支护方案，确保支架的安全稳定。
最后，对工作面进行开拓，清理掉可能对支架安装造成阻碍的杂物和碎煤，保持工作面整洁。
2.2 液压支架选型根据工作面的地质条件和支护要求，正确选择液压支架型号。
液压支架的选型应考虑工作面的开采厚度、煤层的夹层理论、地质应力、煤层的顶底板条件等因素，确保支架能够满足安全稳定的支护要求。
2.3 液压支架安装在液压支架的安装过程中，需要遵循一定的安全规程和操作规范。
首先，确保工作面通风良好，防止积聚的瓦斯引发事故。
其次，指挥员应对安全操作流程进行严格的指导，并负责安全现场的管理。
安装人员应进行安全培训，了解支架的安装规范和操作要求，严禁违章作业。
另外，液压支架安装过程中应加强沟通与配合，确保安装过程的顺利进行。
2.4 装备检查与维护液压支架的安全性与装备的检查与维护密切相关。
在使用液压支架之前，应进行装备的全面检查，确保液压支架各部件的正常工作。
对于任何存在缺陷的支架，必须及时进行维修或更换，以防止设备故障导致事故的发生。
2.5 支护体系监测在液压支架安装完成后，应对支护体系进行监测和评估。
监测手段可以包括支架倾斜仪、围岩压力仪、地质雷达等。
通过对支护体系的监测，可以及时发现并解决潜在的风险，确保支架的安全稳定。
3. 结论综放工作面安装液压支架的安全技术措施对保障工作面的安全生产至关重要。
通过工作面的预处理、液压支架的正确选型与安装、装备的检查与维护以及支护体系的监测等一系列措施，可以有效降低工作面发生地质灾害的风险，保障工作人员的生命安全和财产安全。
液压支架选型原则
液压支架选型原则在现代综合机械化采煤过程中，工作面顶板的支护和管理是关系安全生产的主要因素，而实现综采工作面顶、底板支护的唯一设备就是液压支架。
它是以乳化液作为动力介质，将液压能转化为机械能的一种机构。
液压支架的选型，其根本目的是使综采设备更好地适应矿井和工作面的地质和生产条件，投产后做到高产、高效、安全，并为矿井的集中生产、优化管理和取得最佳经济效益提供前提条件。
1、液压支架的基本形式(1)支撑式液压支架：顶梁较长，一般超过4m左右，立柱垂直于底座，有较强的支撑力。
(2)掩护式液压支架：顶梁较短，一般不超过3.5m，带有掩护梁，分隔采空区和作业空间，立柱呈倾斜分布，作业空间和通风断面较大。
(3)支撑掩护式液压支架：有上述两种支架的特点，采用四连杆机构，更好地承受顶板水平推力及扭转分力，对围岩既有较强的支撑、切顶作用，又有较好的掩护、隔离作用，但价格较前两者昂贵。
2、液压支架选型的基本依据及原则进行液压支架选型时，其基本依据是顶底板性质、煤层条件和经济成本等。
2.1顶底板性质2.1.1顶板一般情况下，根据直接顶的类别和基本顶级别选择架型。
不同的直接顶和基本顶基本决定了所采用的液压支架架型和工作方式。
直接顶的分类有：不稳定顶板，中等稳定顶板，稳定顶板，坚硬顶板。
基本顶级别：I级顶板(周期来压不明显)、Ⅱ级顶板(周期来压明显)、Ⅲ级顶板(周期来压强烈)、1V级顶板(周期来压极其强烈)。
由上可知，直接顶的类别和基本顶级别，两者的划分都无严格的定量评定指标，因此按顶板性质分级来选择架型不一定十分科学、严密。
具体选用时可遵循下列原则：(1)对于基本顶周期来压不明显的巾等稳定或破碎顶板，可选用掩护式液压支架；对于直接顶稳定的顶板，可选用支撑式或支撑掩护式液压支架。
(2)对于基本顶周期来压强烈(Ⅲ～Ⅳ级)、直接顶不稳定或中等稳定的顶板，可选用支撑掩护式液压支架；对于直接顶稳定或坚硬的顶板，可选用支撑掩护式液压支架或支撑式液压支架。
3-4 液压支架选型
N=1～2 L0=54～72 L0=43～58 L0=35～46 L0=31～41 3～ 4 72～82 58～66 46～53 41～47
1075＜DL≤1145
N=1～2 3～4 L0=82～105 105～120 L0=66～85 85～96 L0=53～68 68～78 L0=47～55 55～62
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
随着采煤工作面从开切眼向前推进，采空区直接顶悬露 面积逐渐增大，其下沉和变形也随之增大。当推进到初次 垮落步距（从开切眼到工作面初次切顶线的距离）时，直 接顶开始冒落，形成冒落带Ⅰ。直接顶冒落后，基本顶悬 露出来。随着工作面向前推进，基本顶在矿压作用下不断 产生裂隙和变形，形成裂隙带Ⅱ。当达到极限垮落步距时 发生断裂和垮落，即基本顶初次来压。以后随着工作面推 进，基本顶呈周期垮落。在弯曲下沉带Ⅲ中，裂隙很少， 仅岩层间有离层现象，它对支护设备的载荷影响不大。
18m＜lz≤28m 28m＜lz≤50m
2类(中等稳定)
3类(稳定)
4类(非常稳定)
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
2．基本顶矿压显现分级 基本顶(原称老顶)指位于煤层直接顶之上，抗弯刚度较 大，较难跨落的岩层或岩层组合，其运动特征对于综采工 作面支架设计和选型意义重大。 基本顶断裂对工作面压力显现的影响程度取决于： (1)基本顶初次或周期来压步距→基本顶厚度、抗拉或抗 压强度及被裂隙弱化程度的综合反映。 (2)直接顶垮落后的充填程度，用直接顶厚度与采高的 比值表示。 (3)采高，在直接顶厚度一定情况下，采高愈大，矿压 显现愈强烈 。
第三节 液压支架参数确定
支架调高范围：
——支架的最大结构高度与最小结构高度之差。
调高范围越大，支架适用范围越广，但过大调高范围给 支架结构设计造成困难，可靠性降低。 支架最大结构高度和最小结构高度取值应符合规定。 支架伸缩比： 支架的最大结构高度与最小结构高度之比。
1075＜DL≤1145
N=1～2 3～4 L0=82～105 105～120 L0=66～85 85～96 L0=53～68 68～78 L0=47～55 55～62
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
随着采煤工作面从开切眼向前推进，采空区直接顶悬露 面积逐渐增大，其下沉和变形也随之增大。当推进到初次 垮落步距（从开切眼到工作面初次切顶线的距离）时，直 接顶开始冒落，形成冒落带Ⅰ。直接顶冒落后，基本顶悬 露出来。随着工作面向前推进，基本顶在矿压作用下不断 产生裂隙和变形，形成裂隙带Ⅱ。当达到极限垮落步距时 发生断裂和垮落，即基本顶初次来压。以后随着工作面推 进，基本顶呈周期垮落。在弯曲下沉带Ⅲ中，裂隙很少， 仅岩层间有离层现象，它对支护设备的载荷影响不大。
18m＜lz≤28m 28m＜lz≤50m
2类(中等稳定)
3类(稳定)
4类(非常稳定)
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
2．基本顶矿压显现分级 基本顶(原称老顶)指位于煤层直接顶之上，抗弯刚度较 大，较难跨落的岩层或岩层组合，其运动特征对于综采工 作面支架设计和选型意义重大。 基本顶断裂对工作面压力显现的影响程度取决于： (1)基本顶初次或周期来压步距→基本顶厚度、抗拉或抗 压强度及被裂隙弱化程度的综合反映。 (2)直接顶垮落后的充填程度，用直接顶厚度与采高的 比值表示。 (3)采高，在直接顶厚度一定情况下，采高愈大，矿压 显现愈强烈 。
第三节 液压支架参数确定
支架调高范围：
——支架的最大结构高度与最小结构高度之差。
调高范围越大，支架适用范围越广，但过大调高范围给 支架结构设计造成困难，可靠性降低。 支架最大结构高度和最小结构高度取值应符合规定。 支架伸缩比： 支架的最大结构高度与最小结构高度之比。
液压支架选型配套PPT课件
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2.3 支架—围岩相互作用机理
二、液压支架的设计选型
支架围岩相互关系是支架选型的依据。一是寻求支架合理的支护强度，对顶板进行有效控制，二是寻求有效的支架结构形式达到维护顶板的目的，保证工作面不片帮，不冒顶，维护工作面安全。 工作面支架是控制采场矿山压力的一个基本手段。回采工作面支架必须具备以下几个特征。一是必须具备一定的可伸缩性（让压性）；二是必须具有良好的支撑性能；三是必须具有良好的防护性能。支架结构及其性能的设计必须符合回采工作面围岩运动规律，只有这样才能使支护结构设计既经济又合理。
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2.5 支架支护强度、工作阻力确定
二、液压支架的设计选型
3.(浅埋深)顶板结构理论计算方法 液压支架延米支护强度的确定 式中：q--松散载荷层对顶板形成结构关键层的载荷； l1--工作面周期来压步距； Hk--老顶岩层厚度； Hz--直接顶岩层厚度； ρ--老顶岩层密度； ρ’--直接顶岩层密度； L--老顶岩层断裂点距支架后端的距离。
三、综采工作面设备配套
机头、机尾过渡段由于有电机、减速器等设备，纵向尺寸较宽，推移梁耳座比工作面中部架耳座滞后，这样要求过渡架滞后布置。
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3.3 工作面设备总体布置的配套 综采工作面平面布置图（巷道断面尺寸、工作面长度） 转载机布置定位；机头卸载高度 ；校核机头、机尾三角煤；确保工作面运输机头尾在支架的保护之下；确定好运输机铺设长度、液压支架数量。
三、综采工作面设备配套
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3.1 中部配套 “三机”中部断面配套图
三、综采工作面设备配套
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2.3 支架—围岩相互作用机理
二、液压支架的设计选型
支架围岩相互关系是支架选型的依据。一是寻求支架合理的支护强度，对顶板进行有效控制，二是寻求有效的支架结构形式达到维护顶板的目的，保证工作面不片帮，不冒顶，维护工作面安全。 工作面支架是控制采场矿山压力的一个基本手段。回采工作面支架必须具备以下几个特征。一是必须具备一定的可伸缩性（让压性）；二是必须具有良好的支撑性能；三是必须具有良好的防护性能。支架结构及其性能的设计必须符合回采工作面围岩运动规律，只有这样才能使支护结构设计既经济又合理。
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2.5 支架支护强度、工作阻力确定
二、液压支架的设计选型
3.(浅埋深)顶板结构理论计算方法 液压支架延米支护强度的确定 式中：q--松散载荷层对顶板形成结构关键层的载荷； l1--工作面周期来压步距； Hk--老顶岩层厚度； Hz--直接顶岩层厚度； ρ--老顶岩层密度； ρ’--直接顶岩层密度； L--老顶岩层断裂点距支架后端的距离。
三、综采工作面设备配套
机头、机尾过渡段由于有电机、减速器等设备，纵向尺寸较宽，推移梁耳座比工作面中部架耳座滞后，这样要求过渡架滞后布置。
2011.8
》
第*页
3.3 工作面设备总体布置的配套 综采工作面平面布置图（巷道断面尺寸、工作面长度） 转载机布置定位；机头卸载高度 ；校核机头、机尾三角煤；确保工作面运输机头尾在支架的保护之下；确定好运输机铺设长度、液压支架数量。
三、综采工作面设备配套
2011.8
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3.1 中部配套 “三机”中部断面配套图
三、综采工作面设备配套
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证 ，研究 确定 了支 架 的合 理 支护强 度 ，对于 该条件 下综 放工 作 面的安 全开 采具 有一定 的参 考价 值 。
１ 矿井 概述
２ 数 值模 拟计 算及分 析 ２ ． １ 数值模 拟计 算 方案 唐安煤 矿 ３号 煤 层 埋 深 约 为 ３ ５ ０ ｍ，工作 面最 大机 采 高度 为 ３ ． ０ ｍ，平 均放 煤 高 度 为 ３ ． １ １ ｍ，已
开采 工 作 面 长 度 为 １ ８ ０ ｍ，待 开 采 工 作 面 长 度 为
１ ８ ０ ｍ，中间保 护煤 柱 宽 度 为 １ ６ ｍ，工 作 面 布 置 情
况见 图 １所示 。
唐安 煤 矿 ７ ５ ２水 平 四 盘 区 工 作 面 初 期 采 用 “ 跳采” ，后期 布 置 的工 作 面 两 侧 均 为 采 空 区 ，工 作 面 矿 山 压 力 显 现 剧 烈 ，现 有 支 架 支 护 强 度 为 ０ ． ６ Ｍ Ｐ ａ ，工作 面顶 板下 沉 、煤 壁 片 帮 、冒顶 严 重 ，
［ 中图分类号 ］Ｔ Ｄ ３ ５ ５ ． ４ ２ ［ 文献标识码］Ｂ ［ 文章编 号］ １ ０ ０ ６ — ６ ２ ２ ５（ ２ ０ １ ２ ）０ ４ － Ｏ ０ ４ ４ — ０ ３
Ｐｏ ｗｅ ｒ ｅ ｄ Ｓ ｕｐ ｐｏ ｒ ｔ Ｌｅ ｃ ｔ ｏ ｔ ｙ ｐ ｅ ａ ｎ ｄ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｆ ｏ ｒ “Ｉ ｓ ｌ ａ ｎ ｄ” Ｆｕｌ ｌ － ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎｉ ｚ ｅ ｄ Ｃａｖ ｉ ｎ ｇ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｆａ ｃ ｅ
色 含炭 化 物 片 的粉 砂 岩 ， 中等 硬 度 ，完 整 性 较
好 ，厚 度约 ２ ． ２ ｍ。基本 底 为灰 黑 色 含 少 量 白云母 碎 片 的砂质 泥 岩 ，质 软 ，厚 度 约 １ ． ２ ｍ。盘 区 内有 小断层 和小 的陷 落柱 ，但对 回采 无太 大影 响 。煤 的 坚 固性 系数 厂 ＝ ３ ，重力 密度 １ ． ４ ５ ｔ ／ ｍ ，属 不 易 自燃
“ 孤 岛” 综放工作面的应力分 布规律进 行研 究，确定 了支 架的主要技术参 数。研 究结果表 明：“ 孤 岛”
综 放 工作 面超 前 支 承 应 力 明 显 高 于 一 般 综 放 工 作 面 ，矿 山 压 力 显 现 剧 烈 ， 确 定 支 架 支 护 强 度 应 大 于 ０ ． ９ １ ＭＰ ａ 。经 实践 检 验 ，该 支 架 能够 很 好 地 满 足 工 作 面 支 护 要 求 ，对 具 有 类 似 条 件 的矿 井 具 有 很 好 的 参考价值。 ［ 关键词 ］ “ 孤 岛” 综 放 工 作 面 ； 液压 支 架 ；选 型设 计 ；数 值 模 拟 ；支 护 强度
不 能满 足工作 面支 护要 求 。 矿井 现 开采 ３号煤 层 ，该煤层 赋存 于 山西组 下 部 ，为井 田内主要 可采煤层 ，结 构单一 ，赋存稳 定 。煤 层厚 度为 ５ ． ５ ８— ６ ． ６ ７ ｍ，平 均 ６ ． １ １ ｍ，厚 度
变 化不 大 ，含夹 矸 １～ ２层 ，变 异 系数 Ｒ＝ ４ ． ７ ２ ％，
随采 随落 ，厚 度 约 为 ０ ． ４ ｍ。 当伪 顶 不 发 育 时 ，煤 层直 接 与直接 顶或基 本顶 接触 。直 接顶 为灰 黑色泥
质 细粒结 构 的泥岩 ，质 软 ，完 整性 较好 ，厚 度约 为 ２ ． ７ ｍ。基 本顶 为灰 黑 色 中粒 结构 的细砂 岩 ，质硬 ， 完 整性较 好 ，厚 度 约 为 ４ ． ８ ｉ ｎ 。煤 层 直 接 底 为 灰 黑
［ 收稿 日期］２ ０ １ ２ － ０ ２ － ０ ２
煤
煤
已采工作 面
柱
未采工作 面
柱
已采工作面
图１ 工作 面布 置
模 型依 照唐 安煤矿 实 际工程 地质 情况 建立 ，先
对 比一般 非 “ 孤 岛” 综 放工作 面 ，“ 孤 岛 ” 综 放 工作 面 由于受 前期两 侧 工作 面开采及 本次 工作 面
开 采 的叠加 影响 ，应 力集 中程度 及矿 压显现 程度 加 剧 ，巷 道 维 护 困 难 （ 巷 道 超 前 支 护 达 到 一 百 多 米） ，且 容 易 引发 冲 击 地 压 ＿ ４ Ｊ 。 目前 ，对 普 通 综
煤层 。
放 工作 面覆 岩破 断结 构与 支承 压力 分布规 律 已进行
了较 多 的研 究 ，放 顶 煤 液 压 支 架 的 选 型 设 计 日
趋成熟 ，但针对 “ 孤 岛”综放工作 面支架 的选型
设 计还 缺 乏研究 。
本文 以理论 分 析及数 值模 拟为 基础 ，对唐 安煤 矿 “ 孤 岛” 综 放 工作 面支 架 主要 技 术 参 数 进 行 论
随着 我 国煤 炭 资源 的大规 模开 发 ，许 多矿 井 陷 入 资源 匮乏 的窘境 ，为 了满 足工作 面生 产接续 的需
要 ，初期 采用 “ 跳 采 ” 的工 作 面 ，现 在 不 得 不 面 临 “ 孤 岛 ” 开采 的情况 。
煤层 倾角 ０～ ５ 。 。 煤层伪 顶 一般 为 薄 层 状 黑色 炭 质 泥 岩 ，质 软 ，
学兔兔
第１ ７卷 第４期 （ 总第 １ ０ ７期）
２ ０ １ ２年 ８月
煤 矿 开 采
Ｃｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ ｏ １ ． １ ７ Ｎ ｏ ． ４（ Ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ Ｎ ｏ ． １ ０ ７ ）
Ａｕ ｇ ｕｓ ｔ ２ ０１ ２
“ 孤 岛” 综放 工作 面 液压 支 架 选型 设计
佟 友
（ 天 地 科 技 股 份有 限公 司 开 采设 计 事业 部 ，北 京 １ ０ ０ ０ １ ３ ）
［ 摘 要］
为改善唐 安煤矿 “ 孤 岛” 综放工作面 的支护状况 ，采用理论 分析 与数值模 拟方 法对
１ 矿井 概述
２ 数 值模 拟计 算及分 析 ２ ． １ 数值模 拟计 算 方案 唐安煤 矿 ３号 煤 层 埋 深 约 为 ３ ５ ０ ｍ，工作 面最 大机 采 高度 为 ３ ． ０ ｍ，平 均放 煤 高 度 为 ３ ． １ １ ｍ，已
开采 工 作 面 长 度 为 １ ８ ０ ｍ，待 开 采 工 作 面 长 度 为
１ ８ ０ ｍ，中间保 护煤 柱 宽 度 为 １ ６ ｍ，工 作 面 布 置 情
况见 图 １所示 。
唐安 煤 矿 ７ ５ ２水 平 四 盘 区 工 作 面 初 期 采 用 “ 跳采” ，后期 布 置 的工 作 面 两 侧 均 为 采 空 区 ，工 作 面 矿 山 压 力 显 现 剧 烈 ，现 有 支 架 支 护 强 度 为 ０ ． ６ Ｍ Ｐ ａ ，工作 面顶 板下 沉 、煤 壁 片 帮 、冒顶 严 重 ，
［ 中图分类号 ］Ｔ Ｄ ３ ５ ５ ． ４ ２ ［ 文献标识码］Ｂ ［ 文章编 号］ １ ０ ０ ６ — ６ ２ ２ ５（ ２ ０ １ ２ ）０ ４ － Ｏ ０ ４ ４ — ０ ３
Ｐｏ ｗｅ ｒ ｅ ｄ Ｓ ｕｐ ｐｏ ｒ ｔ Ｌｅ ｃ ｔ ｏ ｔ ｙ ｐ ｅ ａ ｎ ｄ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｆ ｏ ｒ “Ｉ ｓ ｌ ａ ｎ ｄ” Ｆｕｌ ｌ － ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎｉ ｚ ｅ ｄ Ｃａｖ ｉ ｎ ｇ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｆａ ｃ ｅ
色 含炭 化 物 片 的粉 砂 岩 ， 中等 硬 度 ，完 整 性 较
好 ，厚 度约 ２ ． ２ ｍ。基本 底 为灰 黑 色 含 少 量 白云母 碎 片 的砂质 泥 岩 ，质 软 ，厚 度 约 １ ． ２ ｍ。盘 区 内有 小断层 和小 的陷 落柱 ，但对 回采 无太 大影 响 。煤 的 坚 固性 系数 厂 ＝ ３ ，重力 密度 １ ． ４ ５ ｔ ／ ｍ ，属 不 易 自燃
“ 孤 岛” 综放工作面的应力分 布规律进 行研 究，确定 了支 架的主要技术参 数。研 究结果表 明：“ 孤 岛”
综 放 工作 面超 前 支 承 应 力 明 显 高 于 一 般 综 放 工 作 面 ，矿 山 压 力 显 现 剧 烈 ， 确 定 支 架 支 护 强 度 应 大 于 ０ ． ９ １ ＭＰ ａ 。经 实践 检 验 ，该 支 架 能够 很 好 地 满 足 工 作 面 支 护 要 求 ，对 具 有 类 似 条 件 的矿 井 具 有 很 好 的 参考价值。 ［ 关键词 ］ “ 孤 岛” 综 放 工 作 面 ； 液压 支 架 ；选 型设 计 ；数 值 模 拟 ；支 护 强度
不 能满 足工作 面支 护要 求 。 矿井 现 开采 ３号煤 层 ，该煤层 赋存 于 山西组 下 部 ，为井 田内主要 可采煤层 ，结 构单一 ，赋存稳 定 。煤 层厚 度为 ５ ． ５ ８— ６ ． ６ ７ ｍ，平 均 ６ ． １ １ ｍ，厚 度
变 化不 大 ，含夹 矸 １～ ２层 ，变 异 系数 Ｒ＝ ４ ． ７ ２ ％，
随采 随落 ，厚 度 约 为 ０ ． ４ ｍ。 当伪 顶 不 发 育 时 ，煤 层直 接 与直接 顶或基 本顶 接触 。直 接顶 为灰 黑色泥
质 细粒结 构 的泥岩 ，质 软 ，完 整性 较好 ，厚 度约 为 ２ ． ７ ｍ。基 本顶 为灰 黑 色 中粒 结构 的细砂 岩 ，质硬 ， 完 整性较 好 ，厚 度 约 为 ４ ． ８ ｉ ｎ 。煤 层 直 接 底 为 灰 黑
［ 收稿 日期］２ ０ １ ２ － ０ ２ － ０ ２
煤
煤
已采工作 面
柱
未采工作 面
柱
已采工作面
图１ 工作 面布 置
模 型依 照唐 安煤矿 实 际工程 地质 情况 建立 ，先
对 比一般 非 “ 孤 岛” 综 放工作 面 ，“ 孤 岛 ” 综 放 工作 面 由于受 前期两 侧 工作 面开采及 本次 工作 面
开 采 的叠加 影响 ，应 力集 中程度 及矿 压显现 程度 加 剧 ，巷 道 维 护 困 难 （ 巷 道 超 前 支 护 达 到 一 百 多 米） ，且 容 易 引发 冲 击 地 压 ＿ ４ Ｊ 。 目前 ，对 普 通 综
煤层 。
放 工作 面覆 岩破 断结 构与 支承 压力 分布规 律 已进行
了较 多 的研 究 ，放 顶 煤 液 压 支 架 的 选 型 设 计 日
趋成熟 ，但针对 “ 孤 岛”综放工作 面支架 的选型
设 计还 缺 乏研究 。
本文 以理论 分 析及数 值模 拟为 基础 ，对唐 安煤 矿 “ 孤 岛” 综 放 工作 面支 架 主要 技 术 参 数 进 行 论
随着 我 国煤 炭 资源 的大规 模开 发 ，许 多矿 井 陷 入 资源 匮乏 的窘境 ，为 了满 足工作 面生 产接续 的需
要 ，初期 采用 “ 跳 采 ” 的工 作 面 ，现 在 不 得 不 面 临 “ 孤 岛 ” 开采 的情况 。
煤层 倾角 ０～ ５ 。 。 煤层伪 顶 一般 为 薄 层 状 黑色 炭 质 泥 岩 ，质 软 ，
学兔兔
第１ ７卷 第４期 （ 总第 １ ０ ７期）
２ ０ １ ２年 ８月
煤 矿 开 采
Ｃｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ ｏ １ ． １ ７ Ｎ ｏ ． ４（ Ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ Ｎ ｏ ． １ ０ ７ ）
Ａｕ ｇ ｕｓ ｔ ２ ０１ ２
“ 孤 岛” 综放 工作 面 液压 支 架 选型 设计
佟 友
（ 天 地 科 技 股 份有 限公 司 开 采设 计 事业 部 ，北 京 １ ０ ０ ０ １ ３ ）
［ 摘 要］
为改善唐 安煤矿 “ 孤 岛” 综放工作面 的支护状况 ，采用理论 分析 与数值模 拟方 法对