沿空留巷巷旁支护阻力计算

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[2a+(n -1)ahtanα+(n -1)(2n -1)2h 2
tan/6]+1/a[a+(n -1)htanα]rhln+Rt2h/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 =0.8 m ,n =8 ,α=45°,ln=5 m,r=25 kN/m,Rt=5×103kPa,a =4.2
m .代入公式可得:P =1 358 kN/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1.0 m .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3 000 kN/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
其中：P—工作面合理的支护强度，KN/m2 h—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。

则：P=9.81×1.25×2.5×8=245.25KN/m2
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
式中：γ—岩石重力密度，取25kN/m 3；
α—巷道跨度的；
f —岩石坚固性系数，取7。

则：q=25×2.22÷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250 kN ，则支
柱数量为：N= =250
575=2.3根 而本工作面根据设计支护数量为1045巷超前（25m ）支2排，排间距为2.3m ×1.2m ，1043巷超前（25m ）支2排,排间距为1.5m ×1.2m , 1045巷超前支护43根，1043巷超前支护43根DW28单体液压支柱，远大于理论计算数量，符合要求。

三、液压支架及泵站主要技术特征
1、ZY4000/08/16液压支架
支架形式：掩护式
支护高度：800～1600mm
初 撑 力：2530~3025KN （P=31.5MPa ）
工作阻力：3904KN （P=40.7MPa ）
支护强度：0.55~0.69MPa(f=0.2)
外型尺寸：4600×1470×1800mm
支架重量：8.7T
2、ZZT4500/15/32液压支架
支架形式：四柱支撑掩护式端头支架
支护高度：1500～3200mm
初撑力：3196 KN（P=31.5MPa）
工作阻力：4500 KN（P=44.3MPa）
重量：14.6吨
外型尺寸：5650×1670×3200mm
3、液压泵站的型号、数量：
乳化液泵站型号为BRW-200/31.5，数量为2台，乳化液箱一台即两泵一箱，泵站位于移动设备车最后。

主要技术参数如下：
乳化液泵型号：BRW-200/31.5 公称流量：200L/Min
公称压力： 31.5MPa 电机功率：125KW
4、泵站使用规定：
①启动泵站前，应先检查各部件有无损伤，各连接螺丝是否坚固，润滑油要正常，液位适当，乳化液浓度为3～5％，各种保护齐全可靠，运行方向为正向。

②泵在启动后，要注意监听泵的运转状态，如有异常要立即停泵处理，严禁带病运转，严禁反向运转。

③再开泵时必须得到呼叫停泵人的命令后方可开泵，开泵前，须向工作面发出开泵信号再等5S后再开泵。

④检修泵时必须把开关停电、闭锁。

⑤泵的卸载整定值为31.5MPa，供液压力不低于30MPa，严禁随意调整安全阀的整定值。

⑥适当调整泵的倾角始终让泵处于水平状态。

⑦加强液压系统的清洁卫生，泵箱过滤器应定期清洁，乳化液箱每半个月清洁一次，乳化液配比浓度为3～5％，每班检查乳化液浓度至少2次，各种胶管液压元件应保持清洁，严禁泵箱随意敞口，严禁不经过滤网直接向泵箱加入乳化油。