宁正矿区位于甘肃东部鄂尔多斯盆地西南缘，庆阳市宁县和正宁县境内。核桃峪煤矿是宁正矿区的主体煤矿，是目前甘肃拟建的单井生产能力最大的矿井，年产超过 1 000 万 t。综采工作面的选型与配套是实现综合机械化采煤生产的一个重要环节，是实现综采工作面高产高效生产和安全生产的关键[1]。因此，在核桃峪煤矿支架选型时，必须匹配合理的支护强度及工作阻力，保证工作面的安全、高效生产。底板条件一般。由图1可知，该区域划分为 2 个盘区(Ⅰ、Ⅱ盘区)，以回风石门为界，西侧为Ⅰ盘区，东侧至后期中部回风立井位置为Ⅱ盘区。

1 工程概况

1.1 盘区构造

核桃峪井田区域属于鄂尔多斯大盆地中相对独立的盆地，首采盘区选择井田的西南部区域，煤层埋藏深度在 540～1 000 m 之间，矿井为高瓦斯矿井，煤层容易自燃，煤尘具有爆炸危险性，地温梯度正常，顶

  

图1 盘区分布图Fig. 1 Distribution map of disc area

Ⅰ、Ⅱ盘区位于罗家堡背斜以南，仅有西咀 —任家台背斜、北咀 — 河滩里向斜、八条斜 — 大璋背斜 3 条宽缓的褶曲构造，对煤层厚度有控制作用，背斜轴部的煤层较薄，向斜轴部的煤层较厚。盘区主要特征如表1所列。

 

表1 盘区特征表Tab. 1 Characteristics of disc areas

  

项目可采面积/km2推进长度/m宽度/m可采煤层编号地质储量/Mt可采储量/Mt 0．8～3．5 m 3．5～5．5 m 5．5～8．0 m 8．0～12．0 m 12．0～16．0 m≥16．0 m煤厚分布占比/%Ⅰ盘区17．77 4 500 3 950 8 279．35 163．77 15．7 13．1 17．1 14．5 32．8 6．8Ⅱ盘区16．67 4 500 3 704 8 385．73 272．81 7．2 5．8 4．3 10．1 28．8 43．8

盘区内仅有 8 号煤可采，为单一煤层开采。该矿井煤层埋藏深、地压大，但煤层赋存稳定、厚度大、倾角小，生产技术条件较好。

1.2 钻孔数据

根据矿方提供的采掘工程平面图，首采工作面内共有钻孔 21 个，其中煤层厚度小于 10 m 的 2 个(9．52%)，煤层厚度 10～15 m 的钻孔 8 个 (38．10%)，煤层厚度 15～20 m 的钻孔 11 个 (52．38%)。首采区煤层厚度统计如表2所列。

8 号煤直接和间接顶板岩石物理力学性质详如表3、4 所列。

 

表2 首采面煤层厚度统计Tab. 2 Statistics of thickness of coal seam on first mining face m

  

钻孔编号煤层厚度K19 12．13 105 7．70 K20 12．15 K27 13．05 K18 10．97钻孔编号煤层厚度钻孔编号煤层厚度钻孔编号煤层厚度K26 13．57 K32 19．72 K39 15．81 201 14．03 K33 20．06 K40 19．88 K17 14．07 K25 15．10 K30 17．80 K34 19．14 K41 13．09 K29 16．87 203 15．49 K31 17．00 K38 15．96

1.3 煤层顶底板岩性

工作面正常开采阶段，顶板压力由直接顶和基本顶两部分岩重产生，

直接顶板：主要岩性为粗砂岩、粉砂岩、泥岩。RQD 为 30% ～ 88%，岩石完整性差 ～ 较好，岩石强度小 ～ 中等，以软弱岩石以及半坚硬岩石为主，稳固性较差，属不坚固～中等坚固岩石。

直接底板：主要岩性为砂质泥岩、泥岩。RQD为8% ～ 86%，岩石完整性极差～较好，岩石强度小，遇水易软化变形，属不坚固岩石。

以目标为导向是工科人才培养体系的根本[5]。IEET认证首先重点检查专业的培养目标是否展现专业的功能和特色，是否顺应时代的潮流和需求。需要建立一个定期检查培养目标的机制，需要建立外部的咨询委员会，定期召开相关会议审视培养目标，对教育目标进行持续改进，促使教育目标符合时代需求。专业培养目标向学生、企业、校友等的宣传情况、培养目标制定的机制以及人员参与情况、专业的咨询机制、专业的课程设计与培养目标的关联性、教育目标的循序渐进调整等都是IEET认证特别关注的焦点问题，也是专业培养目标的基本要求。

人日 达斡尔人认为，农历正月初一为鸡日；初二为狗日；初三为猪日；初四为羊日；初五为马日；初六为牛日；初七为人日（Ku-Wdur）。到初七这一天，人们不出远门，一家人其乐容容的欢聚一堂，回想往日的时光，畅想美好的明天。这就是人们俗称的“七不出，八不进”。

 

表3 8 号煤直接顶板岩石物理力学性质Tab. 3 Physical and mechanical properties of rock of direct roof in coal seam 8

  

抗拉强度/MPa抗剪强度/MPa普氏系数变形试验弹性模量/GPa 13．0 12．6 17．5岩石名称砂质泥岩粉砂岩粗砂岩抗压强度/MPa 13．8 (饱和)44．66 21．5 (饱和)4．05 15．32 4．5泊松比0．26 0．23 0．22

 

表4 8 号煤间接顶板岩石物理力学性质Tab. 4 Physical and mechanical properties of rock of indirect roof in coal seam 8

  

岩石名称细砂岩中砂岩粉砂岩粗砂岩抗压强度/MPa 25 (饱和)17．4 (饱和)47．96 24．0 (饱和)抗拉强度/MPa抗切强度/MPa普氏系数0．69 1．07 1．19 8．68 4．8变形试验弹性模量/GPa 21．6 12．6 1．6 22．4泊松比0．18 0．23 0．16 0．22

从岩石物理力学性质可以看出，各可采煤层顶、底板岩石均属不坚固 ～ 中等坚固岩石，岩石强度低，未来开采时，岩石变形产生的裂隙穿透顶底板岩石，造成地下水渗入，导致岩石强度大幅度降低，围岩整体稳定性降低，由此可产生岩石冒顶或底鼓现象。

式中：H 为采高，H = 3．5 m；T 为顶煤厚度，取 T =12．0 m；SA 为基本顶在触矸处的沉降值，m；C 为采空区残留煤厚，m；KA 为直接顶碎胀系数，KA =1．3。

2 工作面采煤方式分析

2.1 可选的采煤方法

首采区域范围内煤层厚度较大，煤层厚度在8 m 以上的区域占首采Ⅰ、Ⅱ盘区面积的 54．1%和82．7%；煤层倾角较小，在 0 ～ 9°之间；顶底板条件一般。总体而言，首采区域的煤层赋存稳定，开采技术条件较好，适合采用综合机械化开采，可选的采煤方法主要有 3 种：综采放顶煤一次采全高、分层综采和综采一次采全高。

袋成型-充填-封口机刀座失效分 析 ……………… 刘艳梅，王铁钢，王书源，冯 辉，刘 源，戚厚军（12）

第一，管理者特质会对企业控制环境产生影响，主要是企业内部控制环境的影响，其中，管理者的经营理念和经营管理哲学是关键，并且管理者的风险意识也是决定企业经营管理流程的重点。若是从高层梯队理论对其进行分析，管理者特质受到价值观、认知水平以及经营风险偏向等因素的影响，会直接体现在企业经营决策制定方面，这就会形成对企业内部控制的差异化作用。

2.2 采煤方法的适应性分析

由钻孔数据分析可知，工作面煤层属于典型的厚煤层。目前，对于厚煤层开采，大采高综采、分层开采和放顶煤开采应用较广泛。就目前综采技术而言，一次采全高最大开采高度可达 8．8 m。由于煤层赋存条件的不同，目前 6．0 m 以上超大采高综采工作面主要分布在鄂尔多斯、榆林等煤层赋存条件较好的西部矿区。对于我国安徽、山东、江苏和河南等东部矿区，大采高综采高度控制在 5．5 m 以下较为合适，此时煤壁稳定性和顶板冒放性都可以控制，一旦采高超过 6．0 m，则煤壁片帮和顶板冒放概率增大，工作面管理难度很大。

分层综采同样适用于厚煤层，如采用分层开采，下分层在再生顶板条件下开采，顶板强度低，完整性差，控制难度大。采用分层开采需进行人工铺网，导致开采费用增高；由于分层开拓，需在上分层再生顶板形成后进行，延缓了下分层的开采，加剧了上分层开采强度，迫使矿井开拓加快，不易实现高产高效。

该矿井煤层埋藏深度大，首采区域内煤层埋藏深度大都在 900 m 左右，地压较大；煤层的抗压强度较低，夹矸少，首采区域内的夹矸仅占煤矸总重的4．1%；顶板条件一般。这些条件对于放顶煤开采都较为有利，同时邻近的彬长矿区已有采用放顶煤开采的实例，因此放顶煤开采可以适应该矿井的煤层条件。同时，首采面煤层厚度均在 10．00 m 以上，煤层厚度最大达到 20．06 m，煤层厚度按照平均 15．50 m 计算，工作面采用放顶煤采煤法，采高 3．50 ～ 4．00 m，基本满足采放的合理需求。

3 支架支护强度的确定

作为综采工作面最主要的设备之一，工作面能否实现安全生产，支架工作阻力的确定是关键[2]。支架合理工作阻力的确定，必须以工作面上覆岩层的运动为依据，使顶板下沉控制在有限范围内，尤其在基本顶来压等工作面处于最危险状态下，仍能使工作面顶板状况保持良好[3]。通过理论计算、软件计算和类比分析，确定工作面支架合理的支护强度。

3.1 理论计算

理论计算主要采用宋振骐院士建立的以上覆岩层运动为中心的矿山压力理论，即“传递岩梁理论”[4-5]。

3.1.1 直接顶厚度

根据地质资料可知，工作面煤层厚度按照 15．5 m计算，采高为 3．5 m，放煤高度为 12．0 m，直接顶厚度

 

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将工作面各参数代入式 (1)，经计算得到工作面理论直接顶厚度为 23．7 m，参照 K24 号钻孔资料可知：工作面直接顶由 3 层岩层组成，分别为 6．5 m 的砂质泥岩、8．7 m 的细砂岩和 5．0 m 的中砂岩，总厚度为 20．2 m；工作面基本顶为上方第 4 层岩层粗砂岩，厚度为 13．5 m。

3.1.2 周期来压步距

按照简支梁公式计算，

 

按悬臂梁公式计算，

 

式中：LOZ1 为岩层初次断裂步距，m；LOZ2 为岩层周期断裂步距，m；ME 为基本顶岩层厚度，m；[σ]为岩层抗拉强度，MPa；γE 为基本顶岩层容重，γE = 26 N/m3。

在现代经济发展中，并购是企业扩张和调节资源配置的重要手段。在当前经济全球化的背景下，我国并购市场日益活跃，无论是国内还是海外并购，均在交易量和交易金额上有了很大的提升。特别是在中国目前“一带一路”政策的引导下，并购市场有进一步扩大的趋势，特别是海外并购或将达到新的高潮。因此，研究我国企业并购这一具有丰富实践特点的课题更具有现实意义。

由上述分析可知，工作面基本顶为上方第 4 层岩层粗砂岩，ME = 13．5 m。计算得到初次来压步距 LOZ1= 36 m，周期来压步距 LOZ2 = 15 m。

3.1.3 工作面支护强度

根据掌握资料的钻孔分析，8 号煤顶板岩性主要为砂质泥岩，少数为粉砂岩。

 

式中：PT 为周期来压顶板压力；A 为直接顶顶板压力；PE 为基本顶顶板压力；ET 为基本顶岩重分配系数；LK 为控顶距，取 LK = 5．9m。

在生态农业园中，主要采用循环主导型经济，这种经济模式与传统的经济主导型农业园相比，更有利于生态农业的发展，更能促进经济效益的增长，在建设过程中，主要采用循环经济理论，将循环经济理论以及生态工程方法运用其中，并引进可持续发展的内涵，将生态学和生态经济学的原理和规律有效结合，在保护生态农业环境的基础上，利用一些高科技技术，调整生态园中的内部结构和产业结构，使生态农业的物质和能量可以得到循环利用，既可以节约环境资源，减少废弃物的排放，又能够减少农业资源的浪费，提高农业生态园的经济效益。

计算得工作面初次来压强度为 1．27 MPa，周期来压强度为 1．20 MPa。

3.2 软件计算

煤壁稳定性分析软件是由郑州煤矿机械集团股份有限公司联合华中科技大学开发的一款专门用于煤矿用液压支架，计算其合理工作阻力的软件。该软件通过分析煤层上方覆岩运动情况，确定工作面支架合理工作阻力，其计算界面如图2所示。

  

图2 煤壁稳定性分析系统Fig. 2 Analysis system for stability of coal wall

将工作面 K24 号钻孔信息输入分析系统后，计算结果如图3、4 所示。

  

图3 工作面上覆岩层运动分析结果Fig. 3 Analysis results of movement of overlying strata on working face

  

图4 工作面支架选型信息Fig. 4 Information about model selection of support on working face

由分析系统计算可知，工作面周期来压步距为 12 m，初次来压步距为 36 m，周期来压支护强度为 1．29 MPa，初次来压支护强度为 1．50 MPa。

(3)进一步修改完善配水、供水制度。在配水、供水过程中，将把“以需定供”转为“以供定需”，并在每个测水点上都修建标准断面，以提高测水、量水的标准性和透明度。真正使群众用明白水、交放心钱，达到科学用水，节约用水的止的。

2.2.2 对苏丹草全磷的影响 不同接种剂对苏丹草全磷含量均有影响，全磷含量由高至低的处理依次为F5>F6>MR>F1>F4>F3>CK>P>F2。各接种剂处理(除P、F2外)较CK全磷含量可提高6.7%～26.7%，F2最低为0.26%，F5含量最高，为0.38%，F5与CK存在显著差异(P<0.05)，其余处理均与CK差异不显著(图2-B)。

3.3 类比分析

工程类比分析法是另一种确定支架支护强度的一种简单有效的方法。周围其他矿井使用支架情况如表5 所列。

 

表5 周围其他矿井支架统计Tab. 5 Statistics of other peripheral supports

  

矿井名称高家堡郭家河崔木崔木支架型号ZF16000/22/40 ZF15000/26/38 ZF15000/21/38 ZF16000/21/38地址长武麟游麟游麟游煤层编号4 2、3 2 2煤层厚度/m 18．05 12．80 13．80 14．30支护强度/MPa 1．60 ～ 1．70 1．38 ～ 1．39 1．40 1．60 ～ 1．70

由表5可以看出，周围矿井所使用的液压支架支护强度范围为 1．38 ～ 1．70 MPa。

3.4 结果分析

经过以上 3 种方式的对比分析可知，工作面初次来压、周期来压强度理论计算值为 1．27 和 1．20 MPa，软件分析值为 1．50 和 1．29 MPa，周边矿井使用支架支护强度在 1．38 ～ 1．70 MPa 之间。

因此判定该矿区工作面周期来压强度为 1．30 MPa，初次来压强度为 1．50 MPa，推荐架型为ZF16000/22/40 和 ZF15000/21/38。

4 结语

通过对该矿区勘探及分析，得出 8 号煤可采煤层厚度，并对 8 号煤顶板岩石物理力学性质进行试验，确定了首采面顶底板地质条件。分析了分层开采、一次采全高和综放技术在该矿区的适应性，从技术可行性、安全保证性、经济投入等方面确定采用放顶煤开采工艺。基于“传递岩梁理论”，通过理论计算、软件分析、类比分析 3 种方式，确定了放顶煤支架合理的支护强度，由此可选定液压支架的型号。

参 考 文 献

[1]王启广，姜雪峰，王春兰，等．综采工作面设备的选型与配套原则探讨 [J]．矿山机械，2009，37(17)：4-7．

[2]王高利，涂 敏．厚硬顶板综采工作面支架合理工作阻力的确定 [J]．煤炭技术，2008，27(1)：60-62．

[3]谭云亮，吴士良，尹增德，等．矿山压力与岩层控制 [M]．北京：煤炭工业出版社，2008：15-17．

[4]宋振骐．实用矿山压力控制 [M]．徐州：中国矿业大学出版社，1988：29-65．

[5]宋振骐，蒋宇静，刘建康．“实用矿山压力控制”的理论和模型 [J]．煤炭科技，2017(2)：1-10． □