单体支柱的强度、支护密度计算、高度选择

单体支柱的强度、支护密度计算、高度选择

一、单体支柱实际支撑能力采用下列公式计算。 1、单体支柱工作阻力

R K K K K K R a h b z g t ⋅⋅⋅⋅⋅=

式中：R ——支柱额定工作阻力，kN ；

K ——支柱阻力影响系数，可以从支柱阻力影响系数表中查得。 附：支架阻力影响系数表

支柱阻力影响系数表

2、合理支护强度的计算

k h P ⨯⨯=γt

式中：t P ——合理的支护强度，kN/m 2；

h ——巷高，m ；

γ——容重，kN/m 3，一般可取25kN/m 3；

k ——单体支柱支护的上覆岩层垮落带与巷高之比，一般为4～8， 应根据具体情况合理选取。 （1）支护密度采用下列公式进行计算：

t t R P n /=

式中：n ——支护密度，根／m 2； R t ——支柱实际支撑能力，kN/根。 （2）根据合理的支护密度，确定排距、柱距。 （3）柱鞋直径的计算：

柱鞋一般选用圆形铁鞋。根据支柱对底板的压强应小于底板容许比压的原则，采用下式计算铁鞋的直径。

Q

R t

πφ1020

≥ 式中：φ——铁鞋的直径，mm ；

Q ——底板比压，同煤层实测，MPa 。 3、单体柱支护强度的验算 （1）直接顶单位面积的压力为：

h k Q z γ=

式中：Q z ——直接顶单位面积最大压力，kN/m 2； k ——载荷不均匀系数，一般取1.1～1.2； γ ——顶板岩石容重，kN/m 3； h ——直接顶厚度，m 。 （2）单体柱额定支护强度：

S F P /max =

式中：P max ——单体柱额定支护强度，N/m 2； F ——单体柱额定工作阻力，MPa ； S ——单体柱有效支护面积，m 2。

由上述计算可知，验证所选单体柱支护强度是否P max ≥ Q z ，能否满足要求。 二、单体柱高度选择

最大支撑高度应小于支柱设计最大高度的0.1m ，最小支撑高度应大于支柱

设计最小高度的0.2m。

结论：所选单体支柱是否满足开采的支护要求。