[发明专利]一种极近距离煤层采空区下工作面支架载荷确定方法及装置

摘要

本发明公开了一种极近距离煤层采空区下工作面支架载荷确定方法及装置，属于煤矿开采设备技术领域。解决极近距离下煤层工作面的液压支架载荷确定的方法缺少理论指导的问题。包括：将极近距离煤层上煤层采空区下的下煤层工作面顶板分为砌体梁层，冒落层和直接顶层；将冒落层沿着开采推进方向分为自由冒落区和斜柱条梁区；通过公式确定所述砌体梁块的回转角；通过公式确定直接顶对斜柱条梁的均布载荷；通过公式P₁＝W+qL₀确定支架的支护阻力；通过公式P＝b(P_G+Q)确定砌体梁层及砌体梁层上岩层的载荷；通过公式确定所述工作面支架载荷。

主权项

1.一种极近距离煤层采空区下工作面支架载荷确定方法，其特征在于，包括：根据极近距离煤层上煤层采空区下的下煤层工作面顶板结构，将所述极近距离煤层上煤层采空区下的下煤层工作面顶板从上至下依次分为砌体梁层，冒落层和直接顶层；将所述冒落层沿着开采推进方向依次分为自由冒落区和斜柱条梁区；根据斜柱条梁与所述直接顶层之间的位置，确定所述斜柱条梁的倾角；根据所述斜柱条梁在所述斜柱条梁区的分布情况，确定所述斜柱条梁的步距；根据砌体梁块结构，通过公式(1)确定所述砌体梁块的回转角；根据上煤层采高和顶板岩层碎胀系数确定所述斜柱条梁的高度；通过公式(2)确定直接顶对所述斜柱条梁的均布载荷；根据所述直接顶对所述斜柱条梁的均布载荷，直接顶载荷和所述斜柱条梁的步距，通过公式(3)确定支架的支护阻力；根据所述支架宽度，卸荷拱内岩石的重量和关键块的载荷，通过公式(4)确定所述砌体梁层及所述砌体梁层上岩层的载荷；根据所述斜柱条梁的均布载荷，所述直接顶载荷，所述砌体梁层及所述砌体梁层上岩层的载荷和所述支架的支护阻力，通过公式(5)确定工作面支架载荷；公式(1)如下所示：公式(2)如下所示：公式(3)如下所示：P1＝W+qL0公式(4)如下所示：P＝b(PG+Q)公式(5)如下所示：其中，Kp为岩层的碎胀系数，m1为上煤层的采高，θ为所述砌体梁块的回转角，α为所述斜柱条梁的倾角，L0为所述斜柱条梁的步距，P1为所述支架的支护阻力，lk为支架的控顶距，PW为所述工作面支架载荷，P为所述砌体梁层及所述砌体梁层上岩层的载荷，W为所述直接顶载荷，q为直接顶对所述斜柱条梁的均布载荷，PG为关键块的载荷，Q为卸荷拱内岩石的重量，ρg为所述砌体梁块的体积力，ρzg为所述直接顶层的体积力，ρmg为所述斜柱条梁的体积力，b为所述支架的宽度，∑h'为所述直接顶的厚度，h为所述砌体梁块的厚度，f为岩石坚硬性系数，w1为砌体梁块的下沉量。