软煤层大采高工作面液压支架适应性分析

王衍学

（1.太原理工大学矿业工程学院，山西 太原 030024；2.华电山西能源公司，山西 太原 030006）

1 工作面概况

1301工作面为3采区首采工作面，东侧为已掘的1102巷，北侧为尚在掘进的1302 工作面，南部和西部为实体煤。该工作面所回采煤层为山西组3＃煤层，通过实验室力学试验得知，该煤层自然抗压强度为8.2～13.5 MPa，单向饱和抗压强度为4.2～7.1 MPa；硬度系数为0.53～0.69，煤层中间较硬，上部和下部相对较软；煤层主要为线理状，层状结构，中部含有均厚0.35 m 的炭质泥岩；回采范围内煤层厚度为3.5～5.6m，平均为4.5m；煤层倾角为1°～12°，平均为6.5°；工作面设计可采走向长度为1024 m，倾斜长度为180m，工作面煤层可采系数为1，变异系数为1.5，该工作面范围内煤层属于稳定可采厚煤层工作面。1301工作面顶板岩性较复杂，伪顶为均厚0.2m 的泥岩，泥岩断口处清晰可见植物根茎化石；直接顶为均厚6.5m的深灰色炭质泥岩，炭质泥岩层理裂隙较发育，完整性和强度较低；基本顶为均厚12.3m 的灰黑色粉砂岩，粉砂岩偶见白色云母片；直接底为均厚2.3 m 的深灰色砂质泥岩，砂质泥岩强度较低，遇水松软膨胀；基本底为均厚4.5 m 的灰黑色粗粒砂岩，粗粒砂岩呈厚层状，致密性较好，性脆。采场共收尾各布置ZT12000／28／62D 型端头支架3台，中间布置ZY12000／28／62D型液压支架114台。

2 工作面所需工作阻力计算

为了确定顶板压力情况，采用类比法和顶板垮落重量估算两种方式对1301工作面所需工作阻力进行计算。

2.1 统计类比法

统计类比法是确定工作面支护阻力的重要方法，该理论基础是支架所受载荷为支架上方顶煤和促使顶煤或顶板变形的岩层压力共同作用〔1-2〕。……