ZF15000/27.5/42型液压支架支护强度的分析★

邢玉龙

（晋能控股煤业集团物流有限公司，山西 大同 037000）

1 立项背景

国内许多煤矿面临着特厚煤层开采问题，应用现有液压支架无法解决此类煤层开采问题。井工开采煤层厚度在10 m以上的煤层称为特厚煤层。为了保证开采时的安全问题，必须考虑液压支架的支护强度，同时才可实现高产能目标。

2 支架支护强度的确定

要想解决好控制工作面顶板问题，同时也要保证采煤回采工艺的现实要求，必须确定液压支架支护的强度。此项目对煤矿工作面顶板的类型、构造及周围岩石都有着特定的要求，所以必须考虑顶部煤炭的厚度、硬度，同时也必须考虑顶部煤炭和工作面顶板情况，针对以上问题提出力学方面的计算，得到如下计算结果：

2.1 放顶煤支架工作阻力统计回归法

通过当地多个煤矿的实测，并结合网上数据的对比进行归纳总结，确定了支架最大载荷Pmax、煤层硬度系数f、采煤深度H以及煤矿顶煤厚度Md，得到确定工作阻力的关系式：

工作面埋深410 m，煤层硬度系数2～4（此处取4），顶煤厚度10 m。

将数据代入式（1），计算得Pmax=4 740.5 kN（对应支护强度约0.63 MPa）。

2.2 依照现在较为常用的岩石容重法

式中：qz为煤矿液压支架的动载支护强度，kN/m2；Kd为煤矿液压支架的动载系数，查阅资料取Kd=1.6；M为一次采煤的厚度，查阅资料取M=10.6 m；Kp为顶部矸石掉落碎胀系数，查阅资料取Kp=1.35；γ为煤矿顶板岩石平均容重，查阅资料取γ=26 kN/m3。

将数据代入式（2），计算得qz=1 260 kN/m2。

式中：P为煤矿液压支架的工作阻力，kN；LK为液压支架顶梁端距，取0.340 m；LD为液压支架顶梁长度，取5.315 m；……