综放工作面矿压显现规律及液压支架选型研究

许 姣

(晋能控股装备制造集团 智能制造事业部，山西 晋城 048000)

随着采矿技术的不断进步，综放开采已经成为厚煤层开采的主要方式，且取得了较好的经济技术效果[1-3]。但是综放开采时，常会伴有冒顶、片帮等问题，不同采放比条件下工作面矿压显现规律具有较大差异。因此，分析综放开采时，根据不同采放比条件下工作面矿压显现规律，计算支架的额定工作阻力，选择合适的支架类型，提高煤炭开采时的安全性与高效性，具有重要的意义[4-5]。

本文以某矿31201工作面为背景，通过理论分析、数值模拟等手段，分析不同采放比条件下综放工作面矿压显现规律，选择合适的液压支架，计算液压支架的额定工作阻力，为综放工作面液压支架的合理选择设计提供依据。

1 综放工作面矿压显现规律

某矿31201工作面开采3号煤层，工作面埋深约360 m，煤层平均厚度6.3 m，为近水平煤层，倾角小于6°。工作面前期开采时，设计推进宽度240 m，推进长度3 236.9 m，采用综放开采。直接顶与直接底均为泥质砂岩，厚度分别为10 m、15 m；老顶为粉砂岩，厚度为20.5 m。工作面地质环境相对复杂，受多条正断层影响，开采时容易出现冒顶与片帮问题。

以某矿31201工作面为背景，运用FLAC3D建立工作面开采数值模拟模型，长500 m、宽400 m、高120 m，如图1所示。模型采用莫尔库伦强度准则，表1为煤岩体力学参数，表中从上至下分别为覆盖层、老顶、直接顶、煤层、直接底、老底。分析采高分别为3.0 m、3.5 m、4.0 m时工作面矿压显现规律。

图1 数值计算模型

表1 煤岩体力学参数

采高分别为3.0 m、3.5 m、4.0 m时，放煤高度分别为3.3 m、2.8 m、2.3 m时工作面前方煤体垂直应力变化规律见图2。……