魏 斌， 剧锦茂

（1.山西中钢煤业有限公司， 山西 吕梁 033400； 2.太原理工大学， 山西 太原 030024）

1 基本条件

平朔井工一矿目前正对4号、9号煤层进行协同开采[1]，两煤层均为厚煤层且距离较近[2-3]，均采用综放采煤法[4]，综放工作面支架架型是否与工作面煤层地质条件相适应，是综放工作面安全高产的关键[5-6]。井工一矿综放支架工作阻力确定的基本条件：综放工作面采厚12.68 m，采煤机割煤高度3.4 m，放煤高度9.28 m，采深270～334 m。

2 估算法确定支架工作阻力

目前，我国放顶煤支架支护强度的确定，还没有统一的计算公式，根据以往的经验，并结合井工一矿的地质条件，采用充填采空区的垮落岩石厚度来计算放顶煤支架的支护强度，其计算公式如下：

式中：Kd为动载系数，参考平朔矿区的经验取1.3；M为综放一次采厚，取最大12.68 m；Kp为顶板岩石碎胀系数，取Kp=1.4；γ为顶板岩石容重，γ=25 kN/m3；K为安全系数，取1.1。

代入数据计算得P=1 134 kN/m2。

根据工作面顶板条件，煤层埋藏深度和采高等方面因素，考虑一定的富裕系数取P=1 150 kN/m2。

3 数值模拟法确定支架工作阻力

针对井工一矿9号煤的赋存条件及模拟的上覆围岩应力分布规律，运用FLAC3D数值分析软件建立开采模型，对不同支护强度条件下上方顶板下沉位移情况进行模拟，得出的结果整理后如图1所示的不同的变化曲线。为了确定合理支架支护强度，一共考虑了 9 种方案，分别为 P=0.4、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2和 1.4 MPa，分别监测距离工作面煤壁1 m、2 m、3 m、4 m、5 m处顶板的下沉量，通过比较分析这9种方案，进而确定顶板下沉位移与工作面支架支护强度之间存在的规律，如图1所示。……