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含炭质，松软、易碎。直接顶为灰色粉砂岩，厚9.33米，泥质胶结，层理中等发育。根据3409工作面矿压观测，老顶的初次来压步距预计为20m，周期来压步距预计为15m。 二、同煤层观测面生产条件及矿压观测参数

1、

生产条件

工作面编号：3409工作面；采高：2.1m；煤层倾角：5°；距地表垂高：316.5m；柱梁型号：DZ22-25/100、 DZ25-20/100单体液压支柱配2.4米π型金属钢梁；支护方式：排距：1.1m，柱距：0.6m；最大控顶距；3.6m；最小控顶距：2.4m；π型钢梁成对使用，π型钢梁间距0.15米，对与对间距0.6米，每架π型钢梁主梁一梁三柱，副梁一梁二柱。 支护密度：2.22根/ m2；支护强度44.4t/ m2；切顶方式：临时密集；放顶步距：1.2m。

2、矿压参考参数 （表２－３）

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序号 顶 底 1 板 条 件 2 初 3 次 来 压 周 4 期 来 压 5 6 7 8 9 10 平 时 项 目 直接顶厚度 老顶厚度 直接底厚度 直接顶初次垮落步距 来压步距 最大平均支护强度 最大平均顶底移近量 来压程度 来压步距 最大平均支护强度 最大平均顶底移近量 来压程度 最大平均支护强度 最大平均顶底移近量 直接顶悬顶情况 底板容许比压 直接顶类型 老顶级别 巷道超前影范围 单 位 m m m m m kN/ m2 mm m kN/m2 mm kN/ m2 mm m MPa 类 级 m 同煤层实测 冒落带 冒落带 8 7 20 262.2 150 明显 15 234.5 183.1 明显 294.3 70 <1 29.3 2类 Ⅱ级 20 本面选取或预计 9.33 大于16 8 7 20 392.4 150 明显 15 392.4 186 明显 392.4 70 <1 46.17 2类 Ⅱ级 20 三、选取支护参数的可行性分析 (一)本面与观测面顶底板岩性对比分析

本面与3409工作面属相邻采区同一煤层, 煤层结构、赋存条件及顶底板岩性相同。因此在对工作面进行支护设计时，其参考数据及资料均来源于3409工作面。 (二)支护材料对比分析

3409面使用DZ22-25/100、DZ25-20/100 单体液压支柱配配2.4米π型金属钢梁支护顶板,4406西面使用ZY3400/14/32 掩护式液压支架支护顶板,支护材料不相同。 (三)支护强度对比

两工作面顶底板岩性，煤层结构.赋存条件基本相同, 支护方式不同,支护强度不同，

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3409工作面支护密度为2.22根/m2，支护强度为44.40t/m2；4406西工作面使用ZY3400/14/32掩护式液压支架支护顶板，支护强度为62.5t/m2。 (四)采煤工艺对比

3409工作面采用打眼爆破法破煤、人工装煤。4406西工作面采用MG180/435-W型双滚筒采煤机落煤,采用双向割煤,往返一次进两刀，两面采煤工艺不同。 (五)合理支护参数的计算

根据同煤层工作面矿压观测数据进行分析计算： 1、回归分析法

Ps= CK（39hm+2.4Lf-6.9N+134）

=1.4×（39×2.2+2.4×20-6.9×4.24+134） =333.96KN/m2=0.33396MPa 其中：

Ps———支护强度，KN/m2 ；

CK———备用系数，一般取1.2～1.4 ； Lf———初次来压步距，20 m ； N———采空区充填系数，3.89 ； 式中：N=hi/hm=9.33/2.2=4.24

hi———直接顶厚度，9.33m ； hm———煤层采高， 2.2m 2、位态方程法.Ps= A+KO×△hO/△hT A=hi×γ =9.33×2.5

=23.3t/m2=233KN/m2

KO=PO-A=262.2-233=29.2 KN/m2

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Ps=233+29.2×0.1831/0.186 =261.74KN/m2=0.26174MPa 其中：

hi——————————直接顶厚度，9.33m ； γ—————直接顶岩石容重，2.5t/m3 ； KO—————位态常数；

PO—————顶板来压时的载荷平均值262.2 KN/m2 hO—————来压时顶板下沉量的平均最大值，183.1 mm； hT—————要求控制的顶板下沉量，186mm； 3、初次来压和周期来压时支架的最大载荷平均值计算法。 a、防止直接顶初垮时沿煤壁子切顶的支护强度 P1=（Mz×γ×L0）/2Lr

=（9.33×2.5×15）/（2×3.74） =46.77t/m2=458.39KN/m2=0.45839MPa 其中：

Mz——————直接顶厚度，9.33 m γ——————直接顶岩石容重，2.5t/m3 L0——————直接顶初垮步距，15 m Lr——————最大控顶距， 3.74m b、8倍采高的岩石重应力对支架造成的载荷强度 P2=8×hm×γ =8×2.2×2.5

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