液压支架工作阻力计算

1、定支架的支护强度。下面介绍两个经验公式： 式中：-液压支架的支护强度，；-采高，m；-顶板岩石容量，一般取2.3；-顶板岩石破碎膨胀系数，一般取1.21.5；-工作面倾角，度；-附加阻力系数，二排立柱支架取1.6，单排立柱支架取1.2；-顶板周期来压动载系数。=，值可按以下情况选取：周期来压不明显顶板：取1.1；周期来压明显顶板：取1.3；周期来压强烈顶板：取1.51.7。式中：作用于支架上的顶板岩石系数，一般取58。顶板条件好、皱起来压不明显时取下限，否则取上限； H采高，m； 顶板岩石密度，一般取2.3×kg/m。放顶煤支架的支护强度一般为0.50.7MPa。支架工作阻力P应满足

2、顶板支护强度要求，即支架工作阻力由支护强度和支护面积所决定。式中 F 支架的支护面积，m。可按下式计算式中 L支架顶梁长度，m； C梁端距， m；B支架顶梁宽度，m；架间距，m；A 支架中心距，m。对支撑式支架，支架立柱的总工作阻力等于支架工作阻力。对于掩护式和支撑掩护式支架，由于受到立柱倾角的影响，支架工作阻力小于支架立柱的总工作阻力。工作阻力与支架立柱的总工作阻力的比值，称为支架的支撑效率。所以支架立柱的总工作阻力为支撑式支架的=100%，支掩护式和支撑掩护式支架取=80%左右。赛尔公司四矿B9工作面支护强度的确定式中： H工作面煤层平均采高，工作面H=2.8m； 顶板岩石容重，一般取=2

3、.5t/m3； k顶板破碎常数，取1.2； g顶板周期来压不动载系数，与顶板岩石性质有关： 老顶级别： -g=1.1， -g=1.3 -g=1.51.7， -g=1.82 取g=1.3 B附加阻力系数，B=1.5； 煤层平均倾角，取=23°，则： B9工作面支护强度： q2.8×2.5×1.3×1.2×1.5×10-2/（1.25-1）cos23°0.71（MPa）支架初撑力和工作阻力的确定式中：A支架中心距，A=1.5m；L支架顶梁长，L=4.4c梁端距，c=0.350.5m,取c=0.45m；则：工作阻力： 以上计算支架

4、所需支护强度不小于0.71MPa，工作阻力大于5170kN， 考虑到工作面地质构造可能存在的矿压不稳定性，安全起见选工作阻力5800kN，初撑力5232kN（3)综放支架工作阻力确定A、按现行较通用的按垮落充填法公式计算 式中:支护强度，kNm2； 动载系数1.2-1.4，顶板为泥岩，属软弱顶板，取=1.2； M煤厚(平均9.74m，最厚10.76m)取M=9.74m； 冒落矸石碎胀系数，取=1.25； 顶板岩石容重，取=25kNm3。 n 采放比影响系数0.8-1.0，取n=0.8；则：=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顶梁长度，取LD=4.2m； B支架宽度，取B=1.5m。则：P=994*(4.2+0.4)*1.5=6452 kN（最厚7128kN）B、根据采煤工作面现场实测数据的经验回归公式计算:Pmax=(3939+2.1H+47lf+155/Md) 式中:Pmax工作阻力；动载系数1.2-1.4，取=1.2H煤层埋深，取H=425m: f煤的硬度系数，暂取f=2； Md顶煤厚度取Md=6.74m； 则:Pmax=1.2*(3939+2.1*425+471*2+155/6.74)=6956 kNC、按缓倾斜煤层工作面顶板分类中的公式进行计算

6、。支护强度下限计算公式为：Ps=（72.3h+4.5 L +78.9Bc-10.24N-62.1）k式中：Ps支护强度下限，KN/m2 h_支架最大采高，3.5m L老顶初次来压步距，B9号煤层取25m N直接顶厚度与采高之比，取1 Bc液压支架的控顶距离，取4.6m K动载系数，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液压支架工作阻力下限为：Qs=Ps·(Bc·Sc)式中：Qs支架工作阻力下限，KN Bc支架控顶距离，4.6m Sc支架中

7、心距，1.5m液压支架最小工作阻力Qs787×（4.6×1.5）5430KND、综合考虑以上几种算法，按计算的平均支护强度，考虑工作面有一定倾角，并预留有一定的安全系数、圆整后，确定的工作阻力为7200KN。2.5.1按冒落充填法进行计算支护强度:Psn·M/（Kp-1）··9.8式中：Ps支护强度，kN/ m2 ； M采煤高度， 取3.5m； Kp岩石碎涨系数，取1.3 ； n支架受力不均匀系数，根据煤层取3.0； 顶板岩石容重 ，2.6 t/ m3代入上式 支护强度P s =3.0×3.5/(1.3-1) ×2.6

8、15;9.8891kN/m2液压支架工作阻力Qs= Ps·(Bc·Sc)式中： Qs支架工作阻力，kN Ps支护强度，kN/ m2 Bc支架控顶距离，取4.63m Sc支架中心距，1.5 m液压支架工作阻力Qs891×（4.63×1.5 ） 6187 kN下面我们采用岩重法计算支护强度。 预期支护强度计算公式 qH=NH式中: qH -预计液压支架顶板载荷,t/m2;N-支架载荷相当采高岩重的倍数.中等稳定顶板以下国内取N=68，德美等国一般取915.我们取值68。H- 最大采高,取4.2m;-顶板岩石密度,取2.6 t/m3则 qH=NH =（68）&

9、#215;4.2×2.6=6587t/m2考虑支架支护效率=0.9（一般取0.850.95之间），则支架的支护强度应为qZ=qH/=（6587）/0.9=7297t/m2 取1MPa.支架工作阻力的确定:式中 P支架工作阻力（kN）； Lk梁端距 0.53m；LD顶梁长度 4.78m；B支架宽度 1.5m；P1××（0.53+4.78）×1. 5=7965kN我们计算支架所需支护强度不小于1MPa，工作阻力应不小于8000kN，根据9421工作面的顶底板岩性，及断层明显，安全起见我们建议工作阻力取9500kN，支架的高度应在2.2米4.3米范围内变化。 按现行较通用的岩石容重法公式计算：式中：支护强度，kNm2； 动载系数1.2-1.4，取=1.3； M煤厚(煤层厚度12m，按75回收率计算)，取M=9m； 冒落矸石碎胀系数，取=1.35； 顶板岩石容重，取=25kNm3。 n采放比影响系数0.8-1.0，取n=0.9；则：=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顶梁长度，取LD=4.6m； B支架宽