62124 采煤工作面顶板支护设计及效果分析

李冠夏

（晋能控股煤业集团有限公司晋华宫矿，山西 大同 037016）

1 概况

晋华宫矿隶属于山西大同煤矿集团，位于大同煤田东北边缘，产量为400 万t/a。62124 工作面走向长度1542 m，倾斜长度163 m，工作面煤层倾角0°～14°，面积约251 346 m2。工作面煤层最高2.6 m，最低1.48 m，平均1.95 m，工作面整体情况较稳定。

2 工作面顶板支护设计

2.1 矿压参数

通过实测同煤层工作面的矿压参数，来推算62124 工作面的大致情况，结合之前的经验，在无特殊地质条件突变情况下，两者契合度应该在90%以上[1]。矿压参数详见表1。

表1 预测62124 工作面相关矿压参数

2.2 支架选型理论计算

（1）液压支架选型

由经验公式（1）[2]计算工作面单位面积压力P，经计算P=39 000 kg/m2，换算为382.2 kN/m2，所需支架阻力为3 439.8 kN（支架顶部面积按9.0 m2计算）。在此选取ZY5000-12/28 液压支架，其工作阻力为5000 kN，故满足顶板支护强度要求。

式中：M为工作面平均采高，取值1.95 m；R为煤岩平均容重，取值 2.5×103kg/m3。

（2）工作面液压支架设计

62124 工作面设计安装ZY5000-12/25 型掩护式液压支架123架，机头、机尾处各安装一个端头支架，具体型号ZZ5200E，液压支架中心距设计为1.5 m。

3 工作面顶板控制措施分析

3.1 机头、尾处切顶支护

（1）机头切顶支护

① 当顶板完整时，在机头处沿着切顶线打两排密集支柱，其中靠近采空区排柱距300 mm，第二排柱距600 mm，两排支柱间距800 mm，柱帽和单体液压支柱连接处设计400 mm 长的小“π”型梁。具体支护示意图如图1[3]。

图1 机头、机尾切顶支护示意图

② 当顶板破碎时，需要架棚支护，用“π”梁或圆木做棚梁，单体液压支护作为支撑结构。当机头反刀、端头支架前进，在距离第二排切顶支柱800 mm 位置处，打上一排柱距600 mm 的单体液压支柱，然后及时撤出最靠近采空区排密集单体液压支柱，将原第二排液压支柱按照300 mm 进行加密。……