东一采区10-107综采工作面1月份矿压规律及支架适应性分析与评价 本文简介：
东一采区10-107综采工作面1月份矿压规律及支架适应性分析与评价文件名称RPAnalysis系统部门生产科文件状态[]草稿[√]正式发布[]正在修改编制人陈**编制日期2018.1.1审核人贾**审核日期2018.1.1生产矿长柯**审核日期2018.1.1总工程师侯**审核日期2018.1.1*
东一采区10-107综采工作面1月份矿压规律及支架适应性分析与评价 本文内容：
东一采区10-107综采工作面1月份矿压规律
及支架适应性分析与评价
文件名称
RPAnalysis系统
部
门
生产科
文件状态
[
]
草稿
[
√
]
正式发布
[
]
正在修改
编制人
陈**
编制日期
2018.1.1
审核人
贾**
审核日期
2018.
1.1
生产矿长
柯**
审核日期
2018.1.1
总工程师
侯**
审核日期
2018.1.1
**卡矿业安全工程股份有限公司
**科技大学煤矿灾害监测工程技术研究中心
目录
1
工作面地质与开采技术条件
-
1
-
1.1
工作面位置及开采范围
-
1
-
1.2
煤层特征
-
1
-
1.3
围岩特征
-
2
-
1.4
采煤方法、回采工艺及生产组织
-
2
-
2
矿压观测方案
-
3
-
2.1
矿压观测目的
-
3
-
2.2
矿压监测设备选择
-
3
-
2.3
测点布置
-
3
-
2.4
分析要求
-
4
-
3
工作面矿压运动规律分析与评价
-
5
-
3.1
10-107工作面需控岩层范围及分类（级）
-
5
-
3.2
10-107工作面顶板运动规律分析
-
8
-
4
工作面支架支护效果分析评价
-
9
-
4.1
支架合理的支护强度的要求
-
9
-
4.2
支架合理支护强度计算值
-
10
-
4.3
支架工作阻力评价
-
10
-
5
支架适应性分析
-
23
-
5.1
现有支架评价
-
16
-
5.2
支架选型原则
-
17
-
5.3
支架选型
-
18
-
6
数值模拟
-
20
-
7
主要结论
-
23
-
1
工作面地质与开采技术条件
1.1
工作面位置及开采范围
10-107工作面位于
回坡底煤矿矿
+556水平
东区采区，工作面所采煤层为
10#煤，该工作面正付两巷沿煤层走向方向布置，正巷长度为684m；付巷长度为513m；切巷长度为225。
工作面布置图如图1-1
图1-1
10-107工作面位置及巷道布置图
1.2
煤层特征
煤层
总厚
2.5m～2.7m
2.6m
煤层结构
复杂
煤层倾角
1°～6°
开采
煤层
10#
硬度
f=0.9～1.1
煤种
气肥煤
稳定情况
稳定
煤层
情况
描述
10#煤层位于上石炭统太原组下段上部，煤层光泽较亮，主要由亮煤组成，属半亮型煤，内生裂隙较发育、脆度较大。煤层结构复杂，中部含0—1层夹矸，夹矸岩性为泥岩偶见炭质泥岩。工作面煤层稳定可采，厚度变异较小。
1.3
围岩特征
工作面岩层柱状如图1所示。
图1
10-107工作面岩层柱状图
1.4
采煤方法、回采工艺及生产组织
工作面采用
长臂采煤法，属于
单一走向长壁开采，采高
2.6m，采煤方式为
综采，顶板处理方式为
垮落法。
双滚筒采煤机双向割煤，在工作面端部斜切进刀，往返一次进两刀，螺旋滚筒配合工作面刮板输送机铲煤板装煤，刮板输送机运煤，液压支架支护顶板，全部垮落法处理采空区顶板，为综采工艺。
工作面采用液压支架支护，支架名称为
ZY7200-16.5/32，额定初撑力
30.8
Mpa，额定工作阻力
43.8
MPa，支护强度
0.86
MPa，支架数量
151
架。
2
矿压观测方案
2.1
矿压观测目的
本次矿压观测的目的和研究目标为：
（1）在回坡底煤矿煤矿10-107工作面特定的生产技术和地质条件下，掌握工作面上覆岩层运动规律，为工作面顶板管理提供基础数据。
（2）分析顶板来压特征，包括来压显现程度、来压步距、来压强度等。
（3）分析支架支护效果和工作状态，分析支架对顶底板适应性，并给出改进建议。
2.2
矿压监测设备选择
工作面支架载荷和巷道矿山压力显现监测设备，采用**卡矿业安全股份有限公司生产的KJ653煤矿顶板动态监测系统。该系统是主要对综采支架工作阻力、巷道顶板离层、锚杆锚索受力和煤柱钻孔应力等矿山压力显现进行监测。系统将计算机监测技术、数据通讯技术和传感器技术融为一体。实现了复杂环境条件下采场矿山压力运移规律和巷道顶板矿山压力显现等的在线监测，对可能的顶板灾害进行预测预警。
2.3
测点布置
1、
利用**卡顶板在线监测系统，由生产技术部（采煤）负责管理、操作和维护，进行24h连续观测支架的初撑力、工作阻力。综采面矿压观测测点布置如下图所示
2.4
分析要求
矿山压力分析包括两方面的内容，分别为工作面综采支架矿山压力分析和巷道矿山压力显现规律分析，其各自的要求如下：
1）通过分析工作面初采支架工作阻力，确定周期来压强度、来压步距以及矿压显现强度。
2）工作面矿山压力分析，包括支架的初撑力和末阻力分析、综采支架的工作阻力分析、整面支架压力分布、支架载荷的频度分析，通过综合分析确定支架顶梁载荷分布情况，分析支架对顶底板适应性，采取有针对性的顶板控制方案，给出顶板控制的建议。
3
工作面矿压运动规律分析与评价
3.1
10-107工作面需控岩层范围及分类（级）
为指导采煤工作面顶板管理，确定液压支架的支护强度，提高工作面的安全程度，减少顶板事故和降低成本等，根据工作面的地质情况及来压步距，对工作面的直接顶和老顶进行分类。
（1）
直接顶厚度
直接顶厚度公式为：
式中：——直接顶厚度，m；
——采高，m；
——岩梁触矸处沉降值；
——岩梁触矸处已冒落岩层的碎胀系数。
根据10-107工作面采高、顶板岩层柱状图中各岩层抗压强度、厚度M、碎胀系数KA可判定该工作面直接顶厚度为
3.3
m，组成直接顶的岩层层数
2。
（2）基本顶厚度根据
10-107工作面采高、顶板岩层柱状图中各岩层抗压强度、厚度M可判定该工作面基本顶厚度为
12.7
m，组成基本顶的岩层层数
2
。
在以往的研究中，基本顶的厚度一般认为在6~8倍采高范围之内，到了具体采场，则由人依据柱状图判断。通过考察专家的思维过程和大量观测的结果，认为判断基本顶的厚度可依据以下11条知识，具体运用时，这些知识将形成一个推理网络，逐一“过滤”直接顶以上的岩层，直到推断出基本顶的厚度，基本顶厚度的推断原则如下：
①从直接顶以上的岩层开始判断，若本岩层质量指数大于下位岩层，且属于“好”以上等级，则两岩层分开运动；
按照岩层质量指数划分岩层的好坏方法：“≤0.25极坏”、“0.25<≤0.5坏”、“0.5<≤0.75一般”、“0.75<≤1好”和“>1极好”。
②若本岩层质量指数大于等于下位岩层，且属于“好”以下等级，则两岩层组合运动；
③若本岩层质量指数小于下位岩层，则两岩层组合运动；
④若本岩层（包括直接顶厚度）处于6倍采高（6h）附近层位，且超出6倍采高层位厚度不足2m，则该岩层全厚度属于基本顶；
⑤若本岩层（包括直接顶厚度）处于6倍采高附近层位，且超出6倍采高层位厚度大于2m，则岩层在6倍采高附近按自然分层的整倍数分离成两部分，一部分属于基本顶，另一部分属于缓沉带，基本顶的计算公式如下。
Mz—直接顶厚度，—已判断基本顶的厚度，d—当前岩层的分层厚度，z—直接顶层数，i—基本顶岩层层数。
⑥若直接顶以上岩层质量指数属于“极坏”，且厚度超出6倍采高层位很多时，则以8倍采高为基本顶厚度上限，否则全厚度划入基本顶；
⑦若本岩层属“好”以下等级，且位于6倍采高的层位内，则该岩层属于基本顶；
⑧若本岩层属“极好”等级，则该岩层全厚度划入基本顶；
⑨两个岩层若分开运动，则属于基本顶两个岩梁；若两个岩层组合运动，则两个岩层属于基本顶一个岩层；
⑩分开运动的岩层组数（6倍采高附近层位内）即为基本顶岩梁的个数，各岩梁厚度之和为基本顶的总厚度；
一般情况下，直接顶与基本顶厚度之和大于等于6倍采高后，停止基本顶的判断。
下面详细介绍各种情况下基本顶厚度的推理路径：若直接顶厚度为，层数z=i，基本顶厚度的推算将从第z层开始判断。
（3）直接顶分类
根据直接顶强度指数和初次来压步距，该工作面直接顶属于
1
类直接顶。
该方案认为：岩层抗压强度、分层厚度d及节理裂隙间距f是影响直接顶的三个主要因素，他们对岩层强度的影响可以用一个综合指标——强度指数来描述：
式中：
C1—节理裂隙影响系数
C2—分层厚度影响系数
—岩层中岩石的单向抗压强度，MPa。
（4）基本顶分级
根据基本顶初次来压当量，该工作面基本顶属于
Ⅰ级基本顶。
基本顶的分级指标为基本顶初次来压当量（），其值由基本顶初次来压步距（），直接顶充填系数（N）和煤层采高（hm）按确定，其中：
3.2
10-107工作面顶板运动规律分析
观测日期从
2018年1月1日
到
2018年1月31日，期间工作面推进距离110m。
（1）
顶板来压步距判断
工作面支架上安装KJ653顶板动态监测系统实现对数据自动进行处理，分析出对应的支架初撑力和循环末阻力，画出支架工作阻力曲线图，分析和确定出工作面来压时间，来压范围，压力值大小，压力持续时间，并进行统计，以此为依据对工作面进行来压预测。
工作面周期来压步距是由显著运动步距和相对稳定步距组成。顶板周期来压中，顶板相对稳定运动阶段结束，即为一个显著运动阶段的开始，然后该显著运动阶段结束，又为另一个相对稳定运动阶段的开始，依次循环，直至工作面结束。
此方法以单个监测部位处测线为单位，纵向分析该监测部位处的顶板运动规律，然后对下一次来压进行预测。当工作面有多个监测部位，可以分别对每个监测部位处进行预测，然后横向将各监测部位的预测值平均并求出均方差，则进尺平均值为该区域或该面预测来压时进尺，求出的进尺区间则为预测的该区域或该面来压时进尺变化范围。
该方法只是简单的预测工作面下一个来压时进尺，实际应用中会有一定的偏差。此方法主要运用在工作面支架选型合理，工作面周期来压时，正常推进不会出现大的顶板事故，不需对工作面顶板来压时刻进行特别精确地预计。
由于工作面随推进方向顶板会有差异，距工作面距离很远时的顶板运动步距对于该时段也会明显不同。因此，根据各工作面顶板条件的不同，可以选取离工作面较近的几次步距求平均值和均方差对来压进行预测。
根据液压支架工作阻力监测数据和顶板岩层强度，工作面直接顶初次垮落步距为
12.64
m；直接顶悬顶距为
0m。直接顶的垮落方式为
第1、2层同时垮落。
10-107工作面基本顶初次来压步距为
18.46m，上端头基本顶初次来压步距平均为15.82m，中部基本顶初次来压步距平均为21.82m，下端头基本顶初次来压步距平均为
16.2m。整个工作面基本顶周期来压步距最大为15.7，最小为
0m，平均
2.85m，平均5天来压一次；工作面上端头周期来压步距最大为
16.5m，最小为
0m，平均
12m，中部周期来压步距最大为
15.35m，最小为
0m，平均13.2m，下端头周期来压步距最大为9.6m，最小为
0m，平均12.8m。
（2）基本顶来压强度
动压系数反映了基本顶来压强度的大小，根据液压支架工作阻力监测数据，10-107工作面动压系数为
1.06，来压强度
缓和。
注：来压强度缓和（动压系数在1~1.3之间），来压强度较强（动压系数在1.3~1.7之间），来压强度剧烈（动压系数大于1.7）
4
工作面支架支护效果分析评价
4.1
支架合理的支护强度的要求
1）支架的初撑力和工作阻力要适应直接顶和老顶岩层移动产生的压力；
2）支架的结构和支护特性，要能适应和保护暴露顶板的完整性；
3）支架底座要适应底板岩石的抗压强度；
4）支架支撑高度要与采高或煤层厚度相适应；
5）支架的安全性能要好。
4.2
支架合理支护强度计算值
根据10-107工作面基本顶破断结构特征，该工作面支架合理支护强度值为436.36KN/m2；该工作面支架强度
能完全支撑住顶板。
支护强度用下式计算
A的计算：
当直接顶悬顶距时，
当直接顶悬顶距时，
式中：、、——分别为基本顶厚度，m、容重（2500Kg/m）和初次来压步距，m；
Lk—控顶距，m；
—直接顶容重，（2500Kg/m）；
Mz—直接顶厚度，m；
Lz—直接顶初次来压步距，m；
Ls—直接顶悬顶距，m。（上述参数取值均可确定）
KT称为岩重分配系数，其取值受直接顶厚度与采高之比N（）的控制。
4.3
支架工作阻力评价
根据液压支架支护阻力监测结果，对该采煤工作面所用的支架支护阻力及其强度进行评价。
①支架初撑力评价
10-107采煤工作面支架初撑力如表2所示，初撑力实测值分布区间图如图2所示。
表2
10-107采煤工作面支架初撑力
项目
形式
柱别
支架编号
支护阻力/MPa
最大值
最小值
平均值
初撑力P0
单柱
左柱
5
33.6
12.8
25.67
15
35.8
11.7
24.58
35
32.4
11.6
21.4
45
35.4
10.1
21.17
55
33.8
10.1
21.54
75
45.3
10.1
24.59
85
36.4
10.8
23.57
95
45.8
10.8
23.05
105
36.4
10.8
23.57
115
36.1
10.3
21.59
125
32.1
15.5
24.59
右柱
5
35.4
10.1
21.17
15
33.8
10.1
21.54
35
45.3
10.1
24.59
45
36.4
10.8
23.57
55
36.1
10.3
21.59
75
32.1
15.5
24.59
85
42.7
11.5
24.72
95
35
10.3
23.37
105
37.8
10.3
23.7
115
35
10.1
21.2
125
38
11
24.99
平均值
33.5
19.5
21.6
整架
5
40.35
10.4
23.49
15
32.35
10.05
20.02
35
34.7
10.9
22.99
45
34.95
10.45
23.62
55
34.85
10.05
22.03
75
28.15
15.35
23.01
85
37.9
11.35
24.53
95
35
10.15
23.11
105
40.85
10.4
23.49
115
32.35
10.05
20.02
125
34.7
10.9
22.99
平均值
34.3
15.21
22.5
图2初撑力实测值分布区间图
对于整架来讲，初撑力平均值为
22.5MPa，初撑力平均值与额定初撑力的比值为
73.65%；最大初撑力为
34.3MPa，初撑力最大值与额定初撑力的比值为
112.4%，且初撑力最大值占整个支护阻力区间的
0.98%。由此可见，支架初撑力
适中。
②支架循环末工作阻力评价
10-107采煤工作面循环末工作阻力如表3所示，循环末工作阻力实测值分布区间图如图3所示。表3
10-107采煤工作面支架循环末工作阻力
项目
形式
柱别
支架编号
支护阻力/MPa
最大值
最小值
平均值
循环末工作阻力Pm
单柱
左柱
5
45.8
10.3
19.1
15
41.1
10.3
25.08
35
40.4
15.5
28.8
45
47
11.7
29.82
55
45.8
10.5
28.01
75
30.3
10.8
23.68
85
44.4
14.1
32.59
95
45.8
11
29.47
105
47
10.3
33.39
115
33.6
11.7
24.84
125
45.8
10.1
30.46
右柱
5
40.4
10.1
20.53
15
40.4
10.1
24.96
35
47
12.2
31.37
45
43.4
14.8
30.32
55
36.6
10.1
25.3
75
46.5
13.3
33.56
85
47
11.9
35.5
95
38.5
11.5
28.35
105
40.4
12.6
32.55
115
36.1
10.5
27.69
125
42
13.6
29.88
平均值
39.83
10.7
29.78
整架
5
36.65
10.55
23.23
15
41.65
11
26.8
35
43.2
13.7
30.71
45
44.85
11
30.08
55
38.6
10.3
27.43
75
36.75
16.3
29.28
85
41.45
11.6
34.34
95
39.8
10.15
29.53
105
43.7
10.75
33.45
115
35.3
10.85
26.9
125
42.95
11.25
28.77
平均值
39.4
17.5
28.3
图3循环末工作阻力实测值分区区间图
对于整架来讲，循环末工作阻力平均值为28.3Mpa,循环末工作阻力平均值与额定工作阻力的比值为65.72%；最大循环末工作阻力为39.4MPa，循环末工作阻力最大值与额定工作阻力的比值为90.93%，且循环末工作阻力最大值占整个支护阻力区间的4.97%，由此可见，在此工作面
型号支架是完全适合
支撑顶板的。
③时间加权平均工作阻力评价
10-107采煤工作面时间加权平均工作阻力如表4所示，时间加权平均工作阻力实测值分布区间图如图4所示。
表4
10-107采煤工作面支架时间加权平均工作阻力
项目
形式
柱别
支架编号
支护阻力/MPa
最大值
最小值
平均值
时间加权平均工作阻力Pt
单柱
左柱
5
30.51
10.01
18.91
15
34.98
10.02
23.19
35
36.78
14.57
26.94
45
36.74
10.4
25.83
55
35.79
12.04
24.5
75
24.86
13.04
21.6
85
34.54
12.25
29.32
95
37.99
11.3
25.9
105
45.64
10.35
28.03
115
31.91
10.3
21.96
125
33.83
10.6
26.23
右柱
5
37.32
10.16
20.22
15
38.35
10.54
23.17
35
41.57
12.34
28.7
45
41.18
11.31
26.22
55
34.94
10.03
22.75
75
38.82
12.14
28.99
85
44.8
12.11
29.4
95
34
11.12
25.71
105
38.29
10.71
28.05
115
34.56
12.63
25.19
125
38.23
11.6
26.9
平均值
36.64
10.8
24.65
整架
5
33.92
10.27
19.47
15
36.75
10.23
22.83
35
39.24
10.74
26.45
45
40.76
10.5
24.62
55
35.49
10.56
23.17
75
31.98
12.5
25.28
85
39.62
10.3
29.05
95
35.7
11.2
25.61
105
41.84
10.07
27.79
115
33.09
10.48
23.44
125
38.37
11.25
24.17
平均值
37.58
11.8
25.12
图4时间加权平均阻力实测值分布区间
对于整架来讲，时间加权平均工作阻力平均值为25.12MPa，时间加权平均工作阻力平均值与额定工作阻力的比值为56.27%；最大时间加权平均工作阻力为37.58MPa，时间加权平均工作阻力最大值与额定工作阻力的比值为83.66%，且循环末工作阻力最大值占整个支护阻力区间的0%，由此可见，在此工作面ZY7200-16.5/32型号支架支撑顶板是较大富裕
5
支架适应性分析
5.1
现有支架评价
本部分必须要求用户单位进行工作面液压支架支护阻力监测
根据液压支架工作阻力监测数据，10-107工作面来压系数为
1.06，来压强度
缓和（缓和；较强；剧烈）。
支架初撑力
适中（偏低、适中、偏高、不满足要求），支架的支护阻力是
完全适合（不能、完全适合、能较大富裕）支撑顶板的，且是
较大富裕（不富裕、适合的、较大富裕）。
5.2
支架选型原则
Ⅰ1-2
、Ⅱ1-2顶板对支架设计的要求
（1，2
代表1、2类直接顶，Ⅰ、Ⅱ代表Ⅰ、Ⅱ级基本顶）
?
利用较高初撑力，提高支架支撑效率，确保工作面顶板移架后早期移近量小，移近速度低，以提高梁端距空顶处顶板稳定性。
?
利用四连杆机构，控制端面顶板，选取双扭线最佳段为支架工作范围，确保工作面端面附近支架有较强的控制能力。
?
利用伸缩梁或可旋转180°的挑梁，在移架前、采煤后及时支护刚刚暴露的梁前顶板，减少顶板早期破坏。
?
利用顶梁侧护板等护顶装置，提高支架对顶板的封闭程度，以此提高支架的护顶能力，防止破碎岩块窜入回采空间影响生产，威胁人和设备的安全。
?
利用防片帮装置，减少片帮深度和面积，从而提高煤壁的稳定性。
?
利用完善的挡矸装置，防止采空区破碎岩块窜入回采空间，确保顺利移架。
?
利用邻家操作，保证移架工人的安全；利用灵活、快速的操作阀，保证快速移架，以免因移架引起顶底板移近量过大，使顶板难以控制。
总之，1、2类直接顶和Ⅰ
、Ⅱ
级基本顶综采面具有基本顶来压步距小而稳定，强度缓和，支护阻力小而分布均匀，直接顶特别是端面不稳定，受移架影响严重等矿压特点。要求支架初撑力搞，控制端面顶板能力强，及时支护，护顶能力强，挡矸、护帮装置齐全，能快速邻架操作移架。
Ⅰ3-4
、Ⅱ3-4顶板对支架设计的要求
（注：Ⅲ、Ⅳ代表Ⅲ、Ⅳ级基本顶，3、4代表3、4类直接顶）
?
利用较大支撑能力，并使后柱阻力高于前柱，确保支架具有足够的切顶能力，能有效地对付强烈的基本顶来压。
?
利用四连杆机构，增强抵抗水平推理的能力，防止支护毁坏。
?
利用连杆机构，使支架尽量减少梁端距。
?
利用掩护梁挡好采空区矸石，防止矸石窜入支护工作空间；利用侧护板，防止架间窜矸漏矸。
?
利用大流量安全阀，确保支架受冲击载荷时少受损坏。
?
总之，Ⅰ3·4、Ⅱ3·4顶板综采工作面具有基本顶来压步距大、强度高，支护阻力大而分布不均，直接顶稳定，支架易损坏等矿压特点。要求支架具有支撑能力大、抗水平推力强、切顶性能好、支架安全阀流量大等性能。
大采高工作面对支架设计的要求
为了保证大采高支架在移架时体运动的稳定性，掩护梁所受的垮落矸石水平推力要大于移架时顶梁及掩护梁侧护板所受到的摩擦阻力，以保证移架过程中架体上部不出现滞后现象。此外，支架在平时掩护梁的推力可使架体受到一个指向煤壁的水平推理，以阻止顶板向采空区方向变形移动。由此推算，当采高为4～4.5
m时，掩护梁倾角应为60°～65°,这足以保证移架过程中掩护梁上矸石能沿梁体下滑的掩护梁最小倾角为17°～19°。
两柱掩护支架的上柱窝位置对顶梁前端部的承载能力影响很大，从而也是影响端面冒落度的重要参数。虽然将上柱窝前移有利于增加梁端承载能力，但却易使平衡千斤顶受力过大而损坏，故在直接顶属不稳定或中等稳定条件下，顶梁柱在支柱前后长度比，应为1～1.5，使梁前端部有700～800
KN/㎡的支护强度。
平衡千斤顶应有足够的工作阻力及行程，应认真考虑支柱根数和布置。当支架处于拉架状态时顶梁卸载而掩护梁受载，此时平衡千斤顶受拉。如顶梁仰角过大，应操作千斤顶收回行程，提起掩护梁，使支架在下一循环开始时能恢复良好的工作状态。据此推算平衡千斤顶工作阻力在最大采高为3.5～3.5
m时应为700～750KN。当支架顶梁前端冒空，顶梁与掩护梁接近直线状的情况下，即使用工作阻力较大的双平衡千斤顶亦难以改变支架成正常状态，为此，应在掩护梁上设置具有足够强度的机械限位装置，在限位时千斤顶仍有25～30
mm的行程。
5.3
支架选型
按照软件前面对直接顶分类和基本顶分级标准，由下表确定适合工作面支架类型。
适应不同等级顶板的架型和支护强速
根据液压支架工作阻力监测数据，工作面可选用
掩护式，支护高度范围为
2.58m-2.81m，额定支护阻力为
602.9KPa，支护强度
0.44MPa。
符合条件的支架有：
支架型号
支架类型
支护强度
工作阻力
高度范围
生产厂家
ZY7200/16.5/32
掩护式
0.68MPa
7200KN
1.65m-3.2m
郑州煤机
ZY3200/15/35
掩护式
0.71MPa
3200KN
1.5m-3.5m
郑州煤机
ZY3400/13/30
掩护式
0.51MPa
3400KN
1.3m-3m
郑州煤机
ZY3400/15/32
掩护式
0.69MPa
3400KN
1.5m-3.2m
郑州煤机
ZY3800/15/33
掩护式
0.62MPa
3800KN
1.5m-3.3m
郑州煤机
ZY4000/17.5/38
掩护式
0.7MPa
4000KN
1.75m-3.8m
郑州煤机
ZY4000/18/38
掩护式
0.7MPa
4000KN
1.8m-3.8m
郑州煤机
ZY4800/18/38
掩护式
0.81MPa
4800KN
1.8m-3.5m
郑州煤机
ZY5000/14.5/30
掩护式
0.8MPa
5000KN
1.45m-3m
郑州煤机
ZY5000/15/32
掩护式
0.85MPa
5000KN
1.5m-3.2m
郑州煤机
ZY5000/16.5/37
掩护式
0.85MPa
5000KN
1.65m-3.7m
郑州煤机
ZY5000/18/38
掩护式
0.8MPa
5000KN
1.8m-3.8m
郑州煤机
ZY5200/16/35
掩护式
0.84MPa
5200KN
1.6m-3.5m
郑州煤机
ZY5500/17/35
掩护式
0.85MPa
5500KN
1.7m-3.5m
郑州煤机
ZY5600/17/35
掩护式
0.83MPa
5600KN
1.7m-3.5m
郑州煤机
ZY5600/20/40
掩护式
0.98MPa
5600KN
2m-4m
郑州煤机
ZY6000/17/35
掩护式
0.92MPa
6000KN
1.7m-3.5m
郑州煤机
ZY6000/18/38
掩护式
0.85MPa
6000KN
1.8m-3.8m
郑州煤机
ZY6400/16/34
掩护式
0.95MPa
6400KN
1.6m-3.4m
郑州煤机
6
数值模拟
（a）工作面开切眼状态示意图
（b）工作面推进
1.6m处的状态示意图
—煤层—工作面推进方向—开切眼
—液压支架—直接顶—老顶—老顶以上岩层—采空区
（c）工作面推进
3m处的状态示意图
（d）
态示意图
（e）工作面推进4.5m处的状态示意图
—煤层—工作面推进方向—开切眼
—液压支架—直接顶—老顶—老顶以上岩层—采空区
（f）工作面推进
5.5m处的状态示意图
（g）工作面推进
6.3m处的状态示意图
（h）工作面推进
9.78m处的状态示意图
—煤层—工作面推进方向—开切眼
—液压支架—直接顶—老顶—老顶以上岩层—采空区
L0—老顶初次来压步距；C—老顶周期来压步距
（i）工作面上方岩层运动规律示意图
说明：煤层采高为h，直接顶和老顶厚度分别为（1.5~2）h和3h，开切眼宽4m。
当工作面上方直接顶硬度在中等硬度Ⅱ等级以下或属于较软岩层Ⅲ等级范围内。工作面每推进
13.2m时，煤层上方的直接顶开始垮落；从开切眼算起到工作面推至
14.5m时，出现老顶初次来压；随后，工作面每推进12m左右，就出现老顶的周期的来压现象。
7
主要结论
本次矿压监测选择在回坡底煤矿煤矿10-107中进行。通过对10-107矿压监测，获得该工作面直接顶及基本顶厚度、类别，初次来压步距和周期来压步距，底板类别，并支架的适应性进行了分析，从而为煤矿安全生产提供了理论依据。得出的主要结论如下：
（1）工作面直接顶由泥岩、9#煤等岩层组成，厚度约为3.3，属于1类直接顶；基本顶由K2灰岩、泥岩等岩层组成，厚度约为12.7，属于Ⅰ级基本顶。
（2）10-107工作面基本顶初次来压步距为15.87m，上端头基本顶初次来压步距平均为14.15m，中部基本顶初次来压步距平均为18.65m，下端头基本顶初次来压步距平均为
14.5m。整个工作面基本顶周期来压步距最大为30m，最小为
23m，平均
26.5m，平均6天来压一次。
工作面直接顶初次垮落步距为5m-18m，悬顶距为0m，直接顶的垮落方式为第1、2层同时垮落；基本顶初次来压步距23m～30m，平均为26.5m，周期来压步距6m～32m，平均为19m，来压强度缓和。
（3）对于整架来讲，初撑力平均值为24.2MPa，初撑力平均值与额定初撑力的比值为100.8%；循环末工作阻力平均值为34.3MPa，在此工作面ZY7200-16.5/32型号支架是完全适合支撑顶板的。
（4）在下一月工作面推进过程中，继续加强顶板来压监测数据收集工作，掌握顶板来压规律，提前预测预报，同时加强支架初撑力管理，保证支架初撑力达标。
东一采区10-107综采工作面1月份矿压规律及支架适应性分析与评价 本文关键词：采区，工作面，适应性，支架，规律
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