淺析煤礦頂板支護技術在回采工作面的應用

＊申子強

（山西汾西礦業集團柳灣煤礦 山西 032300）

引言

近年來，隨著煤礦頂板支護技術的不斷創新，煤礦頂板事故得到了很好的控制，但頂板事故是煤礦五大自然災害之一，其對于煤礦安全管理的危害性是很大的，所以頂板管理要作為煤礦長期的一個重要工作來抓。

1.工程概況

10501回采工作面設計為綜采放頂煤開采，設計走向長度1136m，傾斜長度180m，開采10#煤層，平均厚度5m，煤層結構簡單-復雜，一般含夾矸2層，夾矸厚度多為0.05m-0.22m。煤層顏色主要為黑色、黑灰色，條痕為黑褐色，玻璃光澤，內生裂隙較發育，斷口呈參差狀不規則狀，一般呈條帶狀、線理狀結構，均一狀結構次之，層狀構造為主，塊狀構造次之。硬度中等，一般為2～3。

10501回采工作面位于井田東北部，工作面南接10號煤3條東上山巷道，東、北方向均鄰井田保安煤柱，西為實體煤，工作面上覆為原青蒿煤礦越界開采6號煤層采空區。

2.頂板支護設計

(1)工作面頂板條件與支架適應條件對照表(見表1)

表1 ZF5000/17/32液壓支架技術參數

(2)支護強度驗算

①工作面合理支護強度

A.采用“估算法”計算液壓支架工作阻力[1]

估算法首先考慮支撐冒落帶巖層的重量。

式中：P0-支架承受的載荷，kN；S-支架支護的頂板面積，m2，為7.5m2；r-頂板巖石視密度，t/m3，為2.3t/m3；Σh-冒落帶巖石的高度（直接頂厚度），m；α-煤層傾角，（°），為1°。

式中：M-采高，m，為2.6m；K-巖石碎脹系數，取1.25-1.5。

上式可寫成：P0=（2-4）×9.8SrMcosα

一般用上限，即P0=4×9.8SrMcosα

計算中再考慮支架受力不均衡量的安全系數1.5-2，則：

則：P0=（6-8）×9.8×7.5×2.3×2.6×cos1°=2637.2-3516.2（kN）。

B.采用“老頂周期來壓步距法”計算液壓支架工作阻力

式中：PH-液壓支架設計工作阻力，t/架；……