高档普采面单体支护强度影响因素分析

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摘要：对于高档普采而言，单体支护强度的高低决定了工作面安全高效开采的成功与否，本文结合某矿高档普采面为背景，分析研究了影响单体支护强度的因素。

关键词：高档普采面；单体支护；影响因素

中图分类号：S605+.2 文献标识码：A

1工作面概况

如下图所示，为了尽可能的回收煤炭资源，020103高档普采工作面采用工作面调面回采技术。但由于中部出现了一走向断层，如何保障高档普采面安全高效回采必然需对单体支护强度影响因素加以分析研究。

2单体支护强度影响因素分析

单体液压支柱工作面的支护参数主要是支护初撑力、支护密度和支护刚度。支柱对单位面积顶板提供的工作阻力为支护强度，支护强度的大小直接反映到矿压显现的程度，为了采场安全而正常生产，必须保证工作面有足够的支护强度。与支护强度密切相关的支护参数有支柱初撑力、支柱密度和支护系统刚度，三个主要参数愈大，工作面支护强度就愈大，对采场顶板管理愈有利。将从三个支护参数的限定作用分析研究某单体支护强度与顶板关系。

2.1支柱初撑力影响

在支护密度与支护系统刚度一定的条件下，初撑力大，工作阻力达到最高值越快。对控制顶板来讲，主动起作用的只有支柱的初撑力，初撑力的大小直接影响到工作面顶板下沉量，即：支柱的工作面阻力是在初撑力前提下由顶板压出来的。考虑到提高初撑力可以预防直接顶离层，可以使支柱更快地达到需要的工作阻力以平衡跨落带岩重，因此，在工作面支护设计中必须增加支柱初撑力这个指标，并付之实施，从而更好地控制顶板和预防发生冒顶事故，而现场决定支柱初撑力的关键环节是提高液压泵站的压力，其数值应使支柱的初撑力不低于额定初撑力的70%～80%，才能有效地控制顶板。

某煤矿在工作面支护设计及现场打压过程中，对初撑力注意不够，从实测的单体支柱工作阻力来看，部分单体支柱实测时长期处于0MPa状态，实测后退压力表时支柱一碰就倒，十分危险。建议及时补压、测压、对坏单体及时更换、对单体液压支柱实行双管供液，高压注液枪只在支柱的初撑阶段使用，低压注液枪可供支柱升柱， 其它各千斤顶使用，与此同时确保泵站压力是解决支柱初撑力不够的根本途径。

2.2 支护密度影响

进行工作面顶板控制设计时，一般先考虑可能施加给支柱的顶板力.再按需要与规定选取支柱的初撑力或按经验取支柱的平均工作阻力，从而计算出支柱密度。一般合理支护密度可用下式表示：

n-工作面合理的支护密度，根/m2

PT-工作面合理支护强度，KN/m2

RT-工作面支护的实际能力，KN/柱

排距，m

柱距，m

确定合理的支柱密度关键是如何确定合理的支护强度PT和支柱实际的吏撑能力RT及合理支护强度的确定。合理的支护强度取决于对顶板的控制要求。其中包括防止直接顶离层破碎、减少煤层片帮和可能发生的顶板事故等。根据具体条件，控制的要求也不同，必须全面考虑，然后选取最大值作为依据，或选取相应的值作为分阶段依据。

某矿020103面针对不同来压阶段采区了“三排、四排”不同支护密度处理，在一定程度上控制了机道垮冒及煤壁片帮现象，满足安全高效生产需要。

2.3 支护系统刚度

支护系统刚度，是指支柱达到最大工作阻力之前的顶底板移近量。其中，包含有顶梁与背顶材料的压缩量和支柱钻底量等。

某矿采用金属顶梁，一般认为是不可压缩的。部分用木质背顶材料，其压缩率可达50%左右。另外底板岩层刚度也至关重要，当底板软弱时，导致整个支护系统刚度降低，对控顶极为不利。某矿020103工作面中部由于地势较低底板长期泡水，支柱扎入底板，支护效果得不到保证因此，必须穿铁鞋就是这个道理，其余地段底板较硬。

结 语

（1）顶底板移近量、端面冒高、顶板台阶下沉量等都与工作面支护强度有关。也就是说，为了控制顶板处于良好状态，要提高支护强度到一定水平。由于提高初撑力、支护密度和支护刚度都可以提高支护强度.因此、在生产过程中，如果出现顶板状态参数过大，就要调整某一个或几个支护参数，从而使工作面顶板能处于良好状态，满足安全生产。

（2）分析研究高档普采面单体支护强度影响因素，为020103工作面安全高效开采提供技术保障，也为类似条件下工作面安全回采提供参考依据。

参考文献

[1]钱鸣高，石平五.矿山压力与岩层控制[M].中国矿业大学出版社，2003.

[2]徐永圻.采矿学[M].中国矿业大学出版社，2003.