液壓支架工作阻力計算

1、定支架的支護強度。下面介紹兩個經(jīng)驗公式： 式中：-液壓支架的支護強度，；-采高，m；-頂板巖石容量，一般取2.3；-頂板巖石破碎膨脹系數(shù)，一般取1.21.5；-工作面傾角，度；-附加阻力系數(shù)，二排立柱支架取1.6，單排立柱支架取1.2；-頂板周期來壓動載系數(shù)。=，值可按以下情況選?。褐芷趤韷翰幻黠@頂板：取1.1；周期來壓明顯頂板：取1.3；周期來壓強烈頂板：取1.51.7。式中：作用于支架上的頂板巖石系數(shù)，一般取58。頂板條件好、皺起來壓不明顯時取下限，否則取上限； H采高，m； 頂板巖石密度，一般取2.3×kg/m。放頂煤支架的支護強度一般為0.50.7MPa。支架工作阻力P應(yīng)滿足

2、頂板支護強度要求，即支架工作阻力由支護強度和支護面積所決定。式中 F 支架的支護面積，m。可按下式計算式中 L支架頂梁長度，m； C梁端距， m；B支架頂梁寬度，m；架間距，m；A 支架中心距，m。對支撐式支架，支架立柱的總工作阻力等于支架工作阻力。對于掩護式和支撐掩護式支架，由于受到立柱傾角的影響，支架工作阻力小于支架立柱的總工作阻力。工作阻力與支架立柱的總工作阻力的比值，稱為支架的支撐效率。所以支架立柱的總工作阻力為支撐式支架的=100%，支掩護式和支撐掩護式支架取=80%左右。賽爾公司四礦B9工作面支護強度的確定式中： H工作面煤層平均采高，工作面H=2.8m； 頂板巖石容重，一般取=2

3、.5t/m3； k頂板破碎常數(shù)，取1.2； g頂板周期來壓不動載系數(shù)，與頂板巖石性質(zhì)有關(guān)： 老頂級別： -g=1.1， -g=1.3 -g=1.51.7， -g=1.82 取g=1.3 B附加阻力系數(shù)，B=1.5； 煤層平均傾角，取=23°，則： B9工作面支護強度： q2.8×2.5×1.3×1.2×1.5×10-2/（1.25-1）cos23°0.71（MPa）支架初撐力和工作阻力的確定式中：A支架中心距，A=1.5m；L支架頂梁長，L=4.4c梁端距，c=0.350.5m,取c=0.45m；則：工作阻力： 以上計算支架

4、所需支護強度不小于0.71MPa，工作阻力大于5170kN， 考慮到工作面地質(zhì)構(gòu)造可能存在的礦壓不穩(wěn)定性，安全起見選工作阻力5800kN，初撐力5232kN（3)綜放支架工作阻力確定A、按現(xiàn)行較通用的按垮落充填法公式計算 式中:支護強度，kNm2； 動載系數(shù)1.2-1.4，頂板為泥巖，屬軟弱頂板，取=1.2； M煤厚(平均9.74m，最厚10.76m)取M=9.74m； 冒落矸石碎脹系數(shù)，取=1.25； 頂板巖石容重，取=25kNm3。 n 采放比影響系數(shù)0.8-1.0，取n=0.8；則：=1.2*9.74*25*0.8/(1.25-1)=936kNm2支架工作阻力：P=(LK+LD)B 式中

5、：P支架工作阻力，kN； LK梁端距，取LK=0.4m； LD頂梁長度，取LD=4.2m； B支架寬度，取B=1.5m。則：P=994*(4.2+0.4)*1.5=6452 kN（最厚7128kN）B、根據(jù)采煤工作面現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的經(jīng)驗回歸公式計算:Pmax=(3939+2.1H+47lf+155/Md) 式中:Pmax工作阻力；動載系數(shù)1.2-1.4，取=1.2H煤層埋深，取H=425m: f煤的硬度系數(shù)，暫取f=2； Md頂煤厚度取Md=6.74m； 則:Pmax=1.2*(3939+2.1*425+471*2+155/6.74)=6956 kNC、按緩傾斜煤層工作面頂板分類中的公式進行計算

6、。支護強度下限計算公式為：Ps=（72.3h+4.5 L +78.9Bc-10.24N-62.1）k式中：Ps支護強度下限，KN/m2 h_支架最大采高，3.5m L老頂初次來壓步距，B9號煤層取25m N直接頂厚度與采高之比，取1 Bc液壓支架的控頂距離，取4.6m K動載系數(shù)，取1.2代入上式：Ps=（72.3×3.5+4.5×25+78.9×4.6-10.24×1-62.1）×1.2787KN/m2液壓支架工作阻力下限為：Qs=Ps·(Bc·Sc)式中：Qs支架工作阻力下限，KN Bc支架控頂距離，4.6m Sc支架中

7、心距，1.5m液壓支架最小工作阻力Qs787×（4.6×1.5）5430KND、綜合考慮以上幾種算法，按計算的平均支護強度，考慮工作面有一定傾角，并預(yù)留有一定的安全系數(shù)、圓整后，確定的工作阻力為7200KN。2.5.1按冒落充填法進行計算支護強度:Psn·M/（Kp-1）··9.8式中：Ps支護強度，kN/ m2 ； M采煤高度， 取3.5m； Kp巖石碎漲系數(shù)，取1.3 ； n支架受力不均勻系數(shù)，根據(jù)煤層取3.0； 頂板巖石容重 ，2.6 t/ m3代入上式 支護強度P s =3.0×3.5/(1.3-1) ×2.6

8、15;9.8891kN/m2液壓支架工作阻力Qs= Ps·(Bc·Sc)式中： Qs支架工作阻力，kN Ps支護強度，kN/ m2 Bc支架控頂距離，取4.63m Sc支架中心距，1.5 m液壓支架工作阻力Qs891×（4.63×1.5 ） 6187 kN下面我們采用巖重法計算支護強度。 預(yù)期支護強度計算公式 qH=NH式中: qH -預(yù)計液壓支架頂板載荷,t/m2;N-支架載荷相當(dāng)采高巖重的倍數(shù).中等穩(wěn)定頂板以下國內(nèi)取N=68，德美等國一般取915.我們?nèi)≈?8。H- 最大采高,取4.2m;-頂板巖石密度,取2.6 t/m3則 qH=NH =（68）&

9、#215;4.2×2.6=6587t/m2考慮支架支護效率=0.9（一般取0.850.95之間），則支架的支護強度應(yīng)為qZ=qH/=（6587）/0.9=7297t/m2 取1MPa.支架工作阻力的確定:式中 P支架工作阻力（kN）； Lk梁端距 0.53m；LD頂梁長度 4.78m；B支架寬度 1.5m；P1××（0.53+4.78）×1. 5=7965kN我們計算支架所需支護強度不小于1MPa，工作阻力應(yīng)不小于8000kN，根據(jù)9421工作面的頂?shù)装鍘r性，及斷層明顯，安全起見我們建議工作阻力取9500kN，支架的高度應(yīng)在2.2米4.3米范圍內(nèi)變化。 按現(xiàn)行較通用的巖石容重法公式計算：式中：支護強度，kNm2； 動載系數(shù)1.2-1.4，取=1.3； M煤厚(煤層厚度12m，按75回收率計算)，取M=9m； 冒落矸石碎脹系數(shù)，取=1.35； 頂板巖石容重，取=25kNm3。 n采放比影響系數(shù)0.8-1.0，取n=0.9；則：=1.3*9*25*0.9/(1.35-1)=752.1kNm2支架工作阻力:P=(LK+LD)B式中：P支架工作阻力，kN； LK梁端距，取LK=0.4m； LD頂梁長度，取LD=4.6m； B支架寬