大采高液压支架的稳定性对工作面的安全生产和高产高效起到至关重要的作用。本研究通过室内岩石力学强度综合测试实验确定张家峁煤矿15201工作面5-2煤坚固性系数f平均值为4.0,满足6.0m大采高工作面关于煤的力学硬度要求。并建立了15201工作面顶板控制物理力学模型,确定工作面上方关键层的位置,估算出支架工作阻力应达到12000KN,初撑力值为7395KN;通过数值模拟对工作面煤壁进行了稳定性研究,得出随着工作面采高不断加大或初撑力降低时,煤壁片帮越严重。通过相似模拟实验得到15201工作面基本顶初次来压步距为65m,平均周期来压步距为15m,顶板来压动载系数平均为1.3,确定顶板来压类型为II级明显来压,宜选用两柱掩护式支架。工作面超前支撑压力影响范围距煤壁90m左右,集中影响范围在52m左右,距煤壁较远。基本顶回转运动产生的较大水平推移载荷将会对支架具有冲击破坏作用。通过工作面现场矿压观测,确定工作面周期来压步距平均为11.2m,来压动载系数为1.42,支架工作阻力和初撑力均满足开采要求,液压支架符合选型要求。15201工作面大采高支架的稳定工作确保了工作面的开机率,实现了全矿井的高产高效。本研究为类似条件下大采高支架稳定性提供了宝贵经验,同样对其他大采高工作面支架稳定性研究具有借鉴意义。
