煤层顶板岩层破断角的大小是影响顶板垮落形态和矿山压力的重要参数。为分析屯兰矿煤层开采时顶板压力大小,合理选用液压支架,在12509工作面辅助运输巷布置了3个观测站对煤层顶板岩层的破断角进行了探查,最终测的煤层顶板以上10~20 m和10~30 m的基岩破断角平均值分别为68.9°和63.9°,为计算工作面顶板压力大小和液压支架选型提供了依据。

针对长平矿5302工作面具体情况,综合考虑煤层、顶板、底板、埋深、瓦斯、通风、技术和经济等各项因素影响,利用经验估算法、理论分析法和工程类比法分别对该矿液压支架架型选择、工作阻力、支护高度进行分析,最终选用ZF11000/20.5/38D型四柱支撑掩护式液压支架。

针对现阶段矿区环境复杂多变、煤层顶板常常出现不平整现象,设计了一种可旋转顶梁液压支架,通过旋转体将顶梁与掩护梁联接,实现顶梁的多方向旋转。经过实际应用,该支架能够适应煤层顶板的多方向倾斜,在煤层开采过程中具有较高的适应性和使用价值。