放顶煤端头液压支架的作用
随着综采技术的发展和工作面推进速度的加快,端头支架的普及率也会越来越广,端头支架的作用也越来越大。放顶煤工作面端头支架的作用主要表现在以下几个方面:
放顶煤端头液压支架的设计
放顶煤端头支架的结构件强度取决于端头支架的工作阻力。我们知道,工作面液压支架的工作阻力是根据工作面矿压显现规律来决定的,同样,端头支架的工作阻力也必须根据端头区矿压显现规律来确定。观测资料表明,端头区的顶板来压强度与中段顶板来压强度有密切的内在联系。
1.放顶煤工作面端头区矿压显现规律
为了研究放顶煤工作面矿压显现规律,国内不少科研人员对综采工作面的支架工作状态进行了观测,从而得出其沿工作面长度方向的分布规律,以及液压支架所需的支护强度。跟据矿压观测资料统计,沿工作面长度方向上、下30m区段内的支护强度为全工作面平均支护强度的80%,为工作面中段平均支护强度的70 %,也就是说,端头支架的实际支护强度比工作面中段在非沿空留巷条件下一般可低约30%。沿空留巷综采工作面端头区不适于使用端头支架。
2.放顶煤工作面端头支架合理的支护强度和工作阻力
形成放顶煤工作面端头区支护强度低于中段支护强度的主要原因是端头区一侧顶板有煤柱支撑,条件比中段好,因而作用在端头支架的压力也小。只要工作面端头顶板岩层或煤层具有一定强度和厚度,顶板在煤柱支撑作用下就可能形成“悬板”结构,这种结构的破坏形式与工作面内“悬臂梁”结构的破坏形式不同,“悬臂梁”的破坏一般随工作面的推进呈周期性折断、失稳,而“悬板”结构一般是在工作面后方某一位置的顶板强烈沉降,没有明显的周期来压,因而,端头支架在悬板结构的维护下,支护强度将明显低于中部支架。但是,在特殊地质条件下,端头支架承受的顶板压力也可能出现接近或高于中部支架的情形,主要表现在以下两个方面:
从以上分析可以看出,确定放顶煤端头支架的支护强度要根据具体地质条件而定,由北京开采研究所设计的端头支架和与之配套的工作面液压支架的支护强度看出,绝大多数端头支架的支护强度都为与之配套的工作面液压支架支护强度的60%-80%,只有少数端头支架的支护强度接近或大于与之配套的工作面液压支架的支护强度。端头支架的工作阻力是由端头支架的支护强度和支护面积所决定的。