沿空留巷巷旁支护阻力计算.pdfVIP

巷旁充填体设计参数主要有充填宽度、充填体长度和高度.充填体宽度

主要取决于围岩平衡所要

求的支护阻力、充填体强度、稳定性及充填成本.若充填宽度小,则支

护阻力低,稳定性差,不能满

足支护顶板的要求,若充填宽度大,则支护阻力过高造成浪费,增加成本.

确定合理支护阻力的原则

是满足巷旁充填支护阻力并使宽度满足稳定性要求.其方法主要根据理

论计算和工程类比.

留巷支护抗力理论计算公式[1]为

P=nrh/2a[2+(n-1)ahtanα+(n-1)(2n-1)22/6]+1/a[a+(n

ahtan

-1)htanα]rhln+Rth2/6a

式中:P—巷旁充填体支护阻力,kN/m;a—巷道维护宽度,m;

n—总垮落层数;r—1~n层的岩层平均容重,kN/m3;

h—切顶岩层的分层厚度,m;α—切顶岩层垮落角的余角;

ln—第n层垮落顶板岩块长度,m;Rt—第n层岩层的抗拉强

度,kPa.

根据91306工作面风巷具体地质条件,并考虑到安全性要求和简化计算,

选取顶板平均分层厚度

h=0.8m,n=8,α=45°,ln=5m,r=25kN/m,Rt=5×103kPa,a=4.2

m.代入公式可得:P=1358kN/m.

根据计算结果及经验类比(巷旁充填带宽度一般为充填高度的0.6~0.9

倍),取巷旁充填宽度B为1.0m.所选高水充填材料一天的强度为3.0

MPa,即充填体阻力不低于3000kN/m,可见,能满足巷旁支护的要求,且

有足够的安全储备.

[晋城矿区9号煤沿空留巷实验]

[混凝土泵送充填在留巷中的应用]

一、液压支架支护强度验算

1、经验计算支护强度：

P=9.81×h×γ×k

2

其中：P—工作面合理的支护强度，KN/mh—平均采高，1.25m

γ—顶板岩石容重，2.5吨/米3

k—工作面支架应该支护的上覆岩层厚度与采高之比，一般为4—8，

应根据具体情况合理选取。开采煤层较薄、顶板条件好、周期来压不明显时，应选

用低倍数；反之，应采用高倍数。

2

则：P=9.81×1.25×2.5×8=245.25KN/m

2、顶板压力估算：

78121工作面长度为96m，加上两顺槽巷1043、1045巷宽度为104m工作面最大

空顶距为（3.54+0.32+0.63）4.49m，则：工作面最大顶板压力估算为：

F1=104×4.49×245.25≈114522KN

本工作面选用64架ZY4000/08/16型液压支架和两架ZZT4500/15/32型端头支

架，其工作阻力分别为：3272和4500KN，则其支撑力为：

F=64×3272+2×4500=218408KN

则：F＞F1，工作面支架选型合理

二、超前支护计算

依据下列公式对超前25m的顶板压力进行估算：

q=γ

3

式中：γ—岩石重力密度，取25kN/m；

α—巷道跨度的；

f—岩石坚固性系数，取7。

2

则：q=25×2.2÷7=23kN/m

25m的超前压力为：

=23×25=575kN

本工作面选用DW28－250/100X型单体液压支柱的工作阻力为250kN，则支

575

柱数量为：N===2.3根