翁海龙，周 峰

(神东煤炭集团保德煤矿，山西 忻州 036600)

0 引言

我国是一个厚煤层储量大国，厚煤层资源广泛分布于全国各大矿区。随着采煤技术的发展，综放开采已成为厚煤层开采的主要方法。液压支架作为综放设备的核心，其能够有效保证必要的作业空间和工作面综放设备的机械化移动[1-3]。统计结果表明，在综放面，尤其是煤层厚度达到10 m以上时，工作面支架收缩、压坏事故频繁发生，影响工作面正常推进[4-5]。究其原因，主要是液压支架的工作阻力不能有效控制煤层顶板。

近年来，国内学者进行了大量的研究，取得了显著的成果[6-8]。张顶立等[9]依据现场实测、相似模拟实验和有限元分析结果，初步建立了综放采场上覆岩层结构模型。于雷等[10]采用理论分析方法对顶板岩层进行研究，给出了直接顶、基本顶的新概念及判据。孔令海[11]采用相似材料模拟实验和现场宏观观测，将支架的工作状态分为3类。但对于特定的厚煤层综放工作面而言，这些研究成果实际应用较少。因此，有必要结合现场的实际情况建立模型，分析工作面的合理工作阻力。

1 顶板结构模型构建

1.1 直接顶运动参数

直接顶厚度计算:假设顶板冒落性较好，放顶煤开采时采空区遗煤厚度、老顶岩梁沉降值和冒落直接顶将会充填已采空间，得出

(1)

式中，h为煤层厚度,m；MZ为综放采场直接顶厚度,m；η为回采率,%；SA为老顶岩层沉降值，取0.2 h；KA为直接顶冒落后的膨胀系数,取1.25～1.3。

直接顶断裂步距:按照简支梁计算公式，直接顶初次断裂步距LOZ，见式(2)