壁式炮采工作面支护参数的确定

壁式炮采工作面支护参数的确定壁式炮采工作面支护参数的确定 一 支柱规格的选择单体液压支柱分为内注式和外注式两 种 内注式是利用其自身所备的手摇泵将柱内贮油腔里的油液 吸入泵中加压后再输入到工作腔 使活柱伸出 外注式则是利 用注液枪将来自泵站的高压液体注入支柱的工作腔 使活柱伸 出 由于前者结构复杂 质量大 支撑升柱速度慢 因此目前 普遍使用外注式单体液压支柱 dw 型支柱 dw06 dw20 型支柱 规格是不接加长段的支柱 最大支撑高度 630 2000mm 随着 采高的升高 在其活柱上焊接加长段后又发展了 dw22 和 dw25 型支柱 最大支撑高度分别为 2200mm 和 2500mm 随着采高 的进一步升高 活柱加长段也不可能加太长 又在油缸下部焊 接加长段 发展了 dw28 dw31 及 dw35 型支柱 最大支撑高 度分别为 2800mm 3100mm 3500mm 从而形成了 dw06 dw35 型的单体液压支柱系统 支柱最大高度 hmax mmax b e 式中 mmax 工作面最大采高 mmb 顶梁厚度 mme 为避免支柱在完全抽出状态下工 作面留的活柱富裕行程 一般 e 100mm 如果在直接顶与煤层 中存在有随采随落的伪顶 支柱最大高度还应考虑伪顶厚度 c 即 hmax mmax c b e 支柱最小高度 hmin mmin s b a 式中 mmin 工作面最小采高 mms 顶板在最大控顶距处平均 最大下沉量 mma 支柱卸载高度确定了支柱的最大高度和 最小高度 就可以在支柱样本上确定合适的支柱规格 二 支柱布置方式炮采工作面单体液压支柱布置应与煤层 赋存条件 顶底板性质相适应 并符合炮采特点 除确保回采 空间作业安全外 力求减少支设工作量 炮采工作面一般均采用单体液压支柱与铰接顶梁组成的悬 臂支架 为了行人和作业方便 工作面支柱一般排成直线状 目前炮采工作面支柱布置方式主要有齐梁直线柱和错梁支线柱 2 种 齐梁直线柱的布置特点是梁端沿煤壁方向相齐 支柱排成 直线 根据循环进度与顶梁长度的关系 又分为 2 种 梁长等 于循环进度长度和梁长等于循环进度长度的 2 倍 梁长等于循环进度长时 每一循环进度沿工作面全部挂梁 支柱一般全部为正悬臂支柱 这种支柱布置方式简单 规格质 量容易控制 放顶线整齐 便于组织和管理 当循环进度为 0 8m 和 1 0m 时 一般都采用这种布置方式 但这种布置方式 由于循环进度大 沿工作面的每架支架都要挂梁和支拄 故放 炮落煤需时较长 因此在煤层松软 顶板稳定性差的条件下不 宜使用 当顶梁长度是循环进度的 2 倍时 若全部采用正悬臂支柱 则 2 个循环挂一次梁 每一个循环时每架支架打临时支架 第 二循环时 挂梁并将临时支柱改为永久支柱 因第一循环时不 挂梁 不能实现及时支护 机道控顶距大 顶板易垮落 加之 工人的工作量不均衡 除了顶板特别稳定的条件下使用外 该 种布置方式较少 错梁直线柱布置的特点是循环进度是顶梁长度的一半 正 倒悬臂支柱相间 每一循环间隔挂梁 顶梁向前交错 第一循 环支临时支柱 第二循环临时支柱改为永久支柱 每 2 个循环 工作面增加 1 排控顶距 该布置方式机道上方顶板悬露小 支 护及时 每一循环挂梁 支柱数量少 工作量均衡 支柱成直 线 行人 运料方便 在切顶线处支柱不易被埋住 因此现场 多用 但是 对切顶不利 倒悬臂顶梁在采空区侧易损坏 三 炮采工作面工艺参数分析在炮采工作面工艺设计中 除了合理选择支架布置方式外 还要正确确定工作面支护密度 和排距 柱距 支柱的排距小于 0 8m 时 工作面行人困难 会 降低生产效率 铰接顶梁长度主要有 0 8m 1 0m 和 1 2m 三种 规格 按照采煤作业的需要 最少需要三排支柱 在工作面形成 3 条道 机道 人行道和堆放支柱 顶梁及其他材料的材料道 当排距小或工作面所需支护材料较多时 一条材料道不能满足 需要 工作面就需要 4 排柱 即最小控顶距为 4 排 支护密度是控顶范围内单位面积顶板所支设的支柱数量 支护密度既是支护参数 又是确定生产组织管理方式和经济技 术指标的重要参数 支护密度 n p rt 式中 p 工作面支 护强度 rt 支柱额定工作阻力 kn 根 支柱额定的工作 阻力实际利用系数 一般单体液压支柱 0 85 工作面支柱的合理承载能力就是 控制顶板的合理支护强度 应当保证工作面来压前后 有支柱 所控制的结构力学系统 处于合理的平衡条件之下 1 避免工作面发生大面积的切顶跨场事做 为此支柱的 承载能力除必须承受直接顶的岩重外 还要尽可能避免基本顶 运动的冲击 2 把来压完成时刻的最大顶板下沉量 控制在支柱下缩 量及保持必要工作空间所允许的范围内 3 尽可能保持直接顶板完整 工作面柱距 a ns1 nm f 式中 n 工作面支柱排数 f 机道上方 梁端至煤壁距离 ms1 每根支柱的支护面程 m2m 工作面 支护排距 s1 是支护密度 n 的倒数 因此上式可改写为 a rtn p nm f 根据