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1、向肥矿集团各位工程技术人员学习，致敬！,回采工作面 支护设计决策支持系统,山东科技大学 石永奎,石永奎,博士(后) 教 授,青岛经济技术开发区前湾港路579号(266510),137 8987 9186, 0532-86057044,电子信箱： 个人网站：http:/www.MKAQ.com （煤矿安全支持网站） QQ: 337650686 MSN: ,山东科技大学资源与环境工程学院,采场矿压与顶板管理,巷道矿压控制(锚网索设计),顶板控制设计专家系统,顶板动态与支护质量监测,采掘作业规程自动生成系统,巷道支护设计决策支持系统,采掘工程设计及自动绘图系统,本系统根据具体工作面的生产地质条件，按
2、照“以岩层运动为中心的矿压理论”体系的相关模型， （1）计算出工作面直接顶的厚度，初次垮落步距，老顶厚度，初次来压步距，周期来压步距等运动参数； （2）确定工作面可行的支护型式和支护参数。,系统功能,系统决策模型,位态方程基础,支架围岩的双曲线关系图,A：直接顶作用力,：控顶末排最大顶板下沉量,：要控制的顶板下沉量,K：位态常数，由岩梁参数和控顶距决定,位态方程基础,在具体采场，可计算出,，k,：分别为老顶厚度、密度和运动步距,LK：控顶距；KT：岩重分配系数,KT：岩梁断裂位置、结构形式、物理性质、支架性能等有关系的系数 由于支架、煤壁、矸石与老顶岩层之间是一种静不定关系，因此确定KT只能用
3、相应的半定量分析配合量化控制准则和现场经验相结合的方法。,位态方程基础,支护强度的定量计算,直接顶初次垮落期间,LK：控顶距,支的准则：把直接顶安全地切落在采空区。如基本支护达不到要求，则 考虑其它措施。 力学保证条件：支架至少能承担起直接顶初次垮落步距一半的重力。,支护强度,:直接顶密度。,支护强度的定量计算,老顶初次来压期间,支的准则： 防止直接顶向采空区推垮； 让老顶缓慢沉降到要求的位态（防止冲击）； 保证支柱不被压死； 对可能发生剪切的采场，应采取特殊的处理方法，并进行采场来压 力学保证条件： 增加支柱初撑力和工作阻力，使直接顶和老顶紧贴（加大泵压，穿鞋或用大吨位升柱器等措施）； 支架
4、能在不被压死的情况下，承担起老顶的部分作用力和全部直接顶的作用力。,支护强度,KT :岩重分配系数，受直接顶厚度与采高之比N的控制。,支护强度的定量计算,:分别为老顶厚度、密度和初次来压步距,大量研究表明，采空区充填得越实，支架承受的老顶作用力越小。根据现场控制的经验，一般条件采场的KT可按下表选取。,N1，表明直接顶很薄，坚硬老顶来压猛烈，支架必须承担初次来压步距内1/4的岩重。如基本支护达不到要求，则采取特种支护或其它措施。 15时，表明垮落直接顶与老顶接实，支架可完全不考虑老顶的作用力,支护强度的定量计算,直接顶作用力A的计算,当悬顶距LS2m时,当悬顶距LS2m时,支护强度的定量计算,
5、支护强度的定量计算,老顶正常推进阶段,支的准则： 在类拱结构采场，防止类拱的煤壁处切落（AB、CD线）； 梁式结构采场防止老顶来压时出现大的台阶下沉和冲击； 多岩梁结构采场防止上位岩梁对下位岩梁的冲击； 防止支柱压死。,类拱在煤壁处的切落位置,支护强度的定量计算,老顶正常推进阶段,力学保证条件： 类拱结构采场保证支架能支柱直接顶和悬跨度一半的重量； 支架在给定变形状态工作时，必须能支柱直接顶并能承担部分老顶的作用力，以减缓老顶的来压速度； 支架在限定变形状态下工作时，必须能支柱与要求控制的顶板下沉量hi对应的老顶悬跨度Li的部分及直接顶的全部作用力。,支护强度的定量计算,老顶正常推进阶段支护强度,类拱结构下：,给定变形下：,限定变形下 ：,多岩梁结构下 ：,支护密度的计算,n:支护密度，根/m2 P:支护强度，kN/ m2 R:支柱实际支撑能力，kN/柱,系统界面,系统界面,
