宏观顶板活动支架增阻类型与预测模型

TD326; 回采工作面顶板活动引起支架动态增阻,为预测支架工作阻力随时间演化过程,采集石圪台煤矿31201工作面、千树塔煤矿13302工作面、长平煤矿5302工作面2263个割煤循环矿压监测数据,分析不同回采阶段的支架增阻规律.根据支架工作阻力演化特征,将支架增阻曲线划分为第1类增阻曲线和第2类增阻曲线.引入广义开尔文模型和Maxwell模型描述宏观顶板的缓慢和剧烈活动,建立四区支撑的宏观顶板增阻预测结构模型,预测长平矿综放开采支架增阻过程,研究结果表明:①典型顶板支架增阻曲线可以划分为2类.第1类增阻曲线由顶板缓慢活动引起,呈收敛特征,支架增阻力和增阻率小;第2类增阻曲线由顶板剧烈活动引起,支架增阻明显且增阻率大.②长平5302工作面来压期间支架第1类增阻曲线概率为38.2％,第2类增阻曲线概率为61.8％.③基于四区支撑的宏观顶板增阻模型能较好地预测回采期间支架增阻过程.④增加初撑力能够减小支架增阻率和增阻量.⑤长平5302工作面支架为第1类增阻曲线时,支架工作阻力不超过11 MN,安全阀不开启.当支架为第2类增阻曲线时,6.2 h支架工作阻力达到11 MN,安全阀开启.为了避免支架压架事故,5302工作面应在6.2 h内完成1个采煤循环.