T1回采工作面支護(hù)設(shè)計(jì)DSS

1、向肥礦集團(tuán)各位工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)，致敬！回采工作面支護(hù)設(shè)計(jì)決策支持系統(tǒng) 山東科技大學(xué)山東科技大學(xué) 石永石永奎奎石永奎博士(后)教 授青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)前灣港路579號(hào)(266510)137 8987 9186,子信箱： 個(gè)人網(wǎng)站：http:/www.mkaq.com （煤礦安全支持網(wǎng)站）qq: 337650686 msn: 山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院采場(chǎng)礦壓與頂板管理巷道礦壓控制(錨網(wǎng)索設(shè)計(jì))頂板控制設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)頂板動(dòng)態(tài)與支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)采掘作業(yè)規(guī)程自動(dòng)生成系統(tǒng)巷道支護(hù)設(shè)計(jì)決策支持系統(tǒng)采掘工程設(shè)計(jì)及自動(dòng)繪圖系統(tǒng)本系統(tǒng)根據(jù)具體工作面的生產(chǎn)地質(zhì)條件，按照“以巖層運(yùn)動(dòng)為中

2、心的礦壓理論”體系的相關(guān)模型，（1）計(jì)算出工作面直接頂?shù)暮穸?，初次垮落步距，老頂厚度，初次來壓步距，周期來壓步距等運(yùn)動(dòng)參數(shù)； （2）確定工作面可行的支護(hù)型式和支護(hù)參數(shù)。系統(tǒng)功能系統(tǒng)理論基礎(chǔ)1.采場(chǎng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型采場(chǎng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型2.采場(chǎng)頂板控制設(shè)計(jì)理論體系采場(chǎng)頂板控制設(shè)計(jì)理論體系 位態(tài)方程理論模型位態(tài)方程理論模型系統(tǒng)決策模型位態(tài)方程基礎(chǔ)iathhkap 支架圍巖的雙曲線關(guān)系圖a：直接頂作用力 ：控頂末排最大頂板下沉量 ah：要控制的頂板下沉量 ihk：位態(tài)常數(shù)，由巖梁參數(shù)和控頂距決定 位態(tài)方程基礎(chǔ)在具體采場(chǎng)，可計(jì)算出ah，kkteelkcmkcmee,：分別為老頂厚度、密度和運(yùn)動(dòng)步距 lk

3、：控頂距；kt：巖重分配系數(shù) kt：巖梁斷裂位置、結(jié)構(gòu)形式、物理性質(zhì)、支架性能等有關(guān)系的系數(shù)由于支架、煤壁、矸石與老頂巖層之間是一種靜不定關(guān)系，因此確定kt只能用相應(yīng)的半定量分析配合量化控制準(zhǔn)則和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法。位態(tài)方程基礎(chǔ)支護(hù)強(qiáng)度的定量計(jì)算 直接頂初次垮落期間 lk：控頂距kzzzllmp2z支的準(zhǔn)則：把直接頂安全地切落在采空區(qū)。如基本支護(hù)達(dá)不到要求，則 考慮其它措施。 力學(xué)保證條件：支架至少能承擔(dān)起直接頂初次垮落步距一半的重力。支護(hù)強(qiáng)度:直接頂密度。支護(hù)強(qiáng)度的定量計(jì)算 老頂初次來壓期間 支的準(zhǔn)則：防止直接頂向采空區(qū)推垮；讓老頂緩慢沉降到要求的位態(tài)（防止沖擊）；保證支柱不被壓死；對(duì)可能

4、發(fā)生剪切的采場(chǎng)，應(yīng)采取特殊的處理方法，并進(jìn)行采場(chǎng)來壓 力學(xué)保證條件：增加支柱初撐力和工作阻力，使直接頂和老頂緊貼（加大泵壓，穿鞋或用大噸位升柱器等措施）；支架能在不被壓死的情況下，承擔(dān)起老頂?shù)牟糠肿饔昧腿恐苯禹數(shù)淖饔昧?。支護(hù)強(qiáng)度kt :巖重分配系數(shù)，受直接頂厚度與采高之比n的控制。 支護(hù)強(qiáng)度的定量計(jì)算 kteelkcmap200,cmee:分別為老頂厚度、密度和初次來壓步距 大量研究表明，采空區(qū)充填得越實(shí)，支架承受的老頂作用力越小。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制的經(jīng)驗(yàn)，一般條件采場(chǎng)的kt可按下表選取。nn11n2.52.55kt22n38（n-2.5）+510000n1，表明直接頂很薄，堅(jiān)硬老頂來壓猛烈，支

5、架必須承擔(dān)初次來壓步距內(nèi)1/4的巖重。如基本支護(hù)達(dá)不到要求，則采取特種支護(hù)或其它措施。1n2.5時(shí)，表明采空區(qū)充填一般，頂板下沉量和來壓強(qiáng)度隨n的增加而線性減小，需承擔(dān)的老頂作用力也越來越小。2.55時(shí)，表明垮落直接頂與老頂接實(shí)，支架可完全不考慮老頂?shù)淖饔昧?支護(hù)強(qiáng)度的定量計(jì)算 直接頂作用力a的計(jì)算 當(dāng)懸頂距l(xiāng)s2m時(shí) 22kszzzlllmakszzllma1當(dāng)懸頂距l(xiāng)s2m時(shí) 支護(hù)強(qiáng)度的定量計(jì)算 支護(hù)強(qiáng)度的定量計(jì)算 老頂正常推進(jìn)階段 支的準(zhǔn)則：在類拱結(jié)構(gòu)采場(chǎng)，防止類拱的煤壁處切落（ab、cd線）；梁式結(jié)構(gòu)采場(chǎng)防止老頂來壓時(shí)出現(xiàn)大的臺(tái)階下沉和沖擊；多巖梁結(jié)構(gòu)采場(chǎng)防止上位巖梁對(duì)下位巖梁的沖擊； 防止支柱壓死。 類拱在煤壁處的切落位置支護(hù)強(qiáng)度的定量計(jì)算 老頂正常推進(jìn)階段 力學(xué)保證條件：類拱結(jié)構(gòu)采場(chǎng)保證支架能支柱直接頂和懸跨度一半的重量；支架在給定變形狀態(tài)工作時(shí)，必須能支柱直接頂并能承擔(dān)部分老頂?shù)淖饔昧Γ詼p緩老頂?shù)膩韷核俣?；支架在限定變形狀態(tài)下工作時(shí)，必須能支柱與要求控制的頂板下沉量hi對(duì)應(yīng)的老頂懸跨度li的部分及直接頂?shù)娜孔饔昧Α?支護(hù)強(qiáng)度的定量計(jì)算 老頂正常推進(jìn)階段支護(hù)強(qiáng)度類拱結(jié)構(gòu)下： keelcma2給定變形下： kteelkcma限定變形下 ：