安林煤礦支架分型1的特點及其采煤面載荷測試

薛義林++趙全東

摘要：通過研究分型1的靜態結構及其特征，測試出采煤面載荷系數，能夠更為系統的掌握采煤面支護系數和參數，為采煤面安全生產提供保障，并提供相似工作面一整套的支護參數和技術。∏型鋼梁對棚支架分型1的最大特征之一是支架的控頂面積最小，支護強度最大。通常稱為最小控頂距。試點工作面為2400mm。特征之二是各個礦井在工作面交接班時的標準結構，也是班組工程質量驗收評比的參照結構；是支架工、采煤工勞動成果核算、采區或班組獎金計量所依照的標準結構。也是隱患排查時，上級檢查、測試驗收支柱初撐力的標準結構。

關鍵詞：支架 特點 載荷 測試

中圖分類號：TD355.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（b）-0000-00

∏型鋼梁對棚支架分型1的靜態結構，見圖1支架分型1的結構示意圖所示，支架處于對梁（兩根梁并排）5柱，5棵柱把對梁分成2個短距和1個長距。∏型鋼梁對棚支架分型1的動態極限結構：移槽后打好槽后中柱，形成對梁5柱3排后，開始驗收、交接班或準備采煤。

1采煤面載荷測試和數據分析

最大載荷能夠排除病柱、懶柱、難柱的在統計數據中的影響；反映了工作面每個架中的關鍵構件、甚至概括了整個支架的工作阻力狀況；也是衡量和把握采煤面∏型鋼梁對棚支架支護阻力合理性的重要參考指標。

圖3分型1上下梁載荷分布示意圖 圖4支架的受力分析

從圖2表可見：

（1）底板性能是影響支架分型1支護效果的重要因素，這是由于單體液壓支柱的性能所決定的。因此，底板性能是評價∏鋼對棚支架工作阻力合理性水平的重要指標。最大載荷有明顯的三個區域：測線1<測線2<測線3，也就是工作面下部支架工作阻力小于中部，中部支架工作阻力小于上部。

（2）按排或按梁計算單柱平均載荷的結果基本相同。這是因為梁下或者排中都是最大載荷的支柱在發揮主要作用，也是∏鋼對棚與鉸接頂梁的顯著區別。

2梁的分載狀態及其重要性

（1）在不同來壓期間，上、下梁發揮的作用不同，提高上梁的初撐力最重要，能夠顯著提高工作面整體支護強度。如圖3分型1上、下梁載荷分布圖可見，在來壓時（圖中圓圈處）對梁的分載狀態相當，在非來壓期間（圖中方圈處）對梁的分載成反比。說明在工人操作過程中，前一個梁以支為主，后來的梁則以護為主。改變支與護關系比較難，在邁步過程中，確保上梁的初撐力更顯重要。

（2）放在工作面下方梁的（總載荷）分載大，支架邁步形成分型1時，必須把中柱打在工作面下方梁，副梁應當在工作面上方。對于切眼傾角較大時非常重要。分型1的靜態結構時，具有3柱支撐的梁稱為主梁，一般情況下，主梁總是在工作面下方，也就是中柱總是打在對棚的下方梁之下。但是也有把中柱打在對棚的上方梁之下的。

3排柱的分載狀態及其礦壓顯現特點

（1）幫柱載荷的統計數據分布極不穩定，數值的變化幅度最大。（2）老塘柱的載荷曲線底部抬高，說明載荷的最小值普遍比較高。（3）槽柱載荷的統計數據分布比較穩定，數值的變化幅度小，但在老頂來壓時，槽柱的工作阻力迅速升高，說明槽柱的支護剛度大，柱鞋起了重要作用。（4）在頂板非來壓期間，幫柱、槽柱、老塘柱出現不成比例的分載現象，當頂板來壓時，幫柱、槽柱、老塘柱載荷同時升高到最高。

4結論

如圖4支架分型1最大載荷平均值分布示意圖，從圖中可見：

（1）每日最大載荷最大值，在支架分型1的對梁分別出現的次數，其中，下方梁出現的次數是上方梁的1.2倍。老頂來壓期間，主梁的次數顯著多于副梁，是主梁下的槽柱發揮作用的結果。（2）每日最大載荷最大值，在支架分型1的幫、末排柱分別出現的次數則相差巨大。（3）圖3是分型1最大載荷平均值分布示意圖可見，從平均值方面，整個支架的主梁和副梁分載狀態相當，而貼幫排柱、槽排柱、老塘排柱的分載狀態依次顯著增加。

參考文獻

[1]《煤層瓦斯賦存規律及防治技術》中國礦業大學出版社2006 胡殿明 林泊泉

[2]《現代煤礦掘進新技術與現場作業技術規程使用手冊》中國文化音像出版社 喬波

[3]《π型鋼對棚支護及其關鍵技術研究》大眾公司研究報告 蘇軒