1、支護設備選型(1）工作面頂板管理方式及支架型式國內外長壁工作面生產經驗表明，液壓支架是工作面裝備中對生產能力影響最大的設備，因此必須把支架的可靠性放在首位，不但要穩定可靠，故障率低，而且使用壽命長。近年來液壓支架朝重型化發展，結構型式簡單實用,支架工作阻力不斷增大,一般為6000kN8000kN，最大達到10000kN。根據3號煤層頂、底板條件及工作面采煤設備配套的要求,設計本礦井回采工作面采用全部冒落法管理頂板。并結合工作面最大采高3.3m和鄰近礦井機械化開采的實踐經驗，初步確定選用ZY3300/11/23型掩護式液壓支架。1）支架支護強度支架的結構尺寸確定之后,與支架重量和成本關系最大的參

2、數是支架的支護強度。從理論上分析，合理的支護強度應正好與頂板壓力相平衡。支護強度過大,不僅增加支架重量和設備投資,而且給搬運、安裝帶來困難;過小則會造成頂板過早下沉、離層、冒落，使頂板破碎，造成頂板維護困難。因此支護強度的大小應取決于工作面采場礦壓的大小。但由于目前對采場礦壓的大小還不能進行準確的定量計算，主要以經驗法或實測數據，來確定支架的支護強度。支架支護強度采用下列經驗公式計算：式中:-液壓支架的支護強度,MPa；采高，平均2.2m；頂板巖石視密度,一般取2。3t/m3；頂板巖石破碎膨脹系數，一般取1.251.5；-工作面傾角，（°）;-附加阻力系數，二排柱支架取1。6，單排柱

3、支架取1。2；頂板周期來壓動載系數。值可按以下情況選取：周期來壓不明顯頂板：取1。1；周期來壓明顯頂板：取1.3;周期來壓強烈頂板：取1。51.7。則：2)支架工作阻力支架工作阻力P應滿足頂板支護強度要求,即支架工作阻力由支護強度和支護面積所決定。式中：F-支架的支護面積,經計算得8。2m。則：對支撐式支架，支架立柱的總工作阻力等于支架工作阻力.對于掩護式和支撐掩護式支架，由于受到立柱傾角的影響，支架工作阻力小于支架立柱的總工作阻力。工作阻力與支架立柱的總工作阻力的比值，稱為支架的支撐效率。所以支架立柱的總工作阻力為：式中：-掩護式支架取=80。則:（2)支架初撐力初撐力的大小是相對于支架的工

4、作阻力而言，并與頂板的性質有關。液壓支架的初撐力，對支架維護頂板的性能方面，要比工作阻力(支護強度）起著更加顯著的作用。有足夠初撐力的支架，一開始就能和頂板壓力取得平衡，可最大限度地減小頂板下沉;初撐力偏低，要等頂板下沉時才能增阻，會增大頂板的下沉量；初撐力過大，會使頂板反復受拉導致直接頂蠕動，造成直接頂早剝離,使頂板管理困難。所以支架初撐力選擇的合理與否，是非常重要的。目前在堅硬、中硬和破碎的頂板條件下，多趨向于采用較高的初撐力。現在支架的設計中初撐力已高達工作阻力(支護強度）的90以上。根據有關資料介紹，初撐力與支護強度的比例關系，以頂板的的穩定性不同，一般在6085區內選取為宜。在確定初

5、撐力時，可按以下原則考慮:對于不穩定和中等穩定頂板，為了維護機道上方的頂板，應取較高的初撐力，約為工作作阻力的80%；對于穩定頂板,初撐力不易過大，一般不低于工作阻力的60%,對于周期來壓強烈的頂板，為了避免大面積垮落對工作面的動載威脅，應取較高的初撐力,約為工作阻力的75%。根據3號煤層頂板穩定性情況，頂板為石灰巖，底板為泥巖，屬中等穩定頂板，因此，初撐力取工作阻力的80%，即為2524kN。(3)移架阻力及推溜力移架阻力與支架結構、噸位、支撐高度、頂板狀況是否帶壓移架等因素有關,通常根據煤層的厚度來考慮，即采高愈大，移架阻力愈大。一般薄煤層支架的移架力為100150kN；中厚煤層支架為15

6、0300 kN；厚煤層支架為300400 kN。推溜力一般為100150 kN。（4）支架結構高度的選擇支架結構高度一般指支架的最大和最小結構高度，它必須適應煤層采厚變化所要求的最大和最小支撐高度。最小高度過大，可能會出現壓架現象；最大支撐高度過小，可能會造成丟煤，浪費資源，或支架頂空現象。支架的最大和最小支撐高度,應根據煤層厚度的變化合理選擇，片面地認為調高范圍越大越好，過大地加大調高范圍將增加設備重量及制造成本.支架高度可由下式計算：=-+0。2=式中：支架最大結構高度,m；-支架最小結構高度,m；煤層最大采高，m;煤層最小采高，m；-支架前柱上方頂板下沉量，一般取0。1m；-支架后柱上方

7、頂板下沉量，一般取0.2m；-支架前移時可縮余量，一般取不小于0。05m；支架與頂底板間的浮煤，破矸厚度一般取0.1m。則:=3.3-0。1+0。2=3。4m；=2.150。2-0。050.1=1。8m；根據一些生產的實際經驗，為防止偽頂冒落而引起支架頂空現象和一些難于預見的因素，最大結構高度要在計算的基礎上,再考慮增加0.10.3m的富裕量，因此，最大結構高度為3.8m。確定支架的最低高度時還應考慮到井下的允許運輸高度.支架的伸縮比：值的大小反映了支架對煤層厚度變化的適應能力,其值越大，說明支架適應煤層厚度變化的能力越強。采用單伸縮立柱，值一般為1。6左右.若進一步提高伸縮比，需采用帶機械加長桿的立柱或雙伸縮立柱，其值一般為2。5左右。薄煤層支架可達3。(5)支架選型根據支護強度和支架結構高度等參數的計算， 3號煤層采煤工作面選用ZY3600/11/23型掩護式液壓支架，液壓支架的技術參數見表5-1-5.表5-1-5 支架技術參數項 目單 位技術參數備 注設備型號ZY3600/11/23掩護式液壓支架支架高度m14301600工作阻力kN38503500初撐力kN244