大倾角特厚煤层放顶煤液压支架的研制.pdf

大倾角特厚煤层放顶煤液压支架的研制 黄开林1， 李刚2 1． 榆林神华能源有限责任公司，陕西 榆林 719000; 2． 中国煤炭科工集团 太原研究院，山西 太原 030006 摘要 介绍某矿煤层地质条件、 工作面开采及布置方式等情况， 以及大倾角特厚煤层综放液压 支架的设计、 特点及使用效果。使用结果表明 该支架结构合理， 支护性能良好， 设备配套性好， 年 产 400 万 t 原煤。 关键词 综放开采;液压支架;特厚煤层 中图分类号 TD355 ．44文献标识码 B文章编号 1001 －0874 2012 06 －0104 －02 Development of Hydraulic Support with Top- Coal Drawing for Inclined Super- thick Coal Seam HUANG Kai- lin1，LI Gang2 1． Yulin Shenhua Energy Co． ，Ltd． ，Yulin 719000，China; 2． Taiyuan Research Institute of CCTEG，Taiyuan 030006，China Abstract Introduces the geological conditions，coal mining field and deployment of some coal mine，and the design，features and usage of a hydraulic support with top- coal drawing for inclined super- thick coal seam． The practical effects show that the construction and technical perance of the support is well designed． Its assembly complementarity is fine． The output of raw coal has been reached more than 4 million tons within a year． Keywords fully- mechanized mining with top- coal drawing;hydraulic support;super- thick coal seam 0引言 放顶煤液压支架是实现综放工作面高产高效生 产的关键技术装备 ［1 ］。太原研究院根据庞庞塔煤 矿 10 号煤层地质条件、 工作面开采及布置方式等情 况研制了 ZF12 000/22/35 型放顶煤液压支架。 1工作面地质条件 庞庞塔矿 10 号煤层综合柱状图 图 1 显示 煤 层结构复杂， 含夹矸 1 ～ 4 层， 层厚 0． 10 ～ 0． 38 m， 岩性多为碳质泥岩; 煤层平均厚度 11． 80 m， 煤层倾 角 15 ～26， 局部达到 30。无煤层自燃现象， 煤尘 具有爆炸性， 瓦斯含量较小。煤层顶板为石灰岩， 厚 度约12． 0 m;伪顶为泥岩， 灰色， 半坚硬， 中等厚度， 含植物化石， 具节理， 水平层理厚 0． 5 ～1． 0 m; 煤层 底板为砂质泥岩， 厚 3． 0 m 左右。 2对放顶煤支架的架型及工作阻力 根据综放工作面矿压显现一般规律及支架与顶 煤相互作用关系， 确定综放工作面支架架型和工作 阻力。 图 1庞庞塔煤矿 10 号煤层综合柱状图 2． 1架型选择 放顶煤支架放煤口位置可分为高位、 中位、 低位 401煤矿机电2012 年第 6 期 三种。低位正四连杆放顶煤液压支架放煤效果好， 没有脊背煤损; 煤尘量少; 支架有效空间大， 有双行 人通道; 较适合布置于综放工作面中部。反四连杆 大插板放顶煤液压支架的后部空间调节范围大， 放 煤口尺寸大， 放煤速度快; 较适合布置于综放工作面 两端。这两种液压支架目前比较流行。 2． 2工作阻力的确定 根据现场观测， 现有 ZF6400/18/35 型放顶煤支 架采高仅能达到 2． 8 m 左右。回采 3． 3 m 煤层时， 煤壁片帮加剧， 端面冒顶严重， 较难控制， 且工作面 在推进的过程中安全阀开启较为频繁。安全阀调定 压力为 38． 5 MPa， 支架工作阻力偏小。中部支架平 均压力达到 40． 0 MPa， 部分达到 44． 0 MPa; 对应支 护强度 0． 903 ～ 0． 993 MPa。机尾支架部分后柱压 力在 45． 0 ～49． 0 MPa 之间， 对应支护强度为 1． 020 ～1． 070 MPa。 综上分析， 支架支护强度应为 0． 903 ～ 1． 070 MPa， 设计的支架控顶距约为 5． 8 m， 架间距为 1． 75 m， 最终确定支架工作阻力为 12 000 kN。 3综放工作面配套设备 为了实现年产 400 万吨的目的， 综放工作面配 套设备如下 液压支架 ZF12000/22/35 型低位正四连杆放 顶煤液压支架， ZFG12000/24/35 型低位反四连杆放 顶煤过渡液压支架。 采煤机 MG500/1200- WD 型， 采高 2． 2 ～ 3． 3 m， 总装机功率1130 kW， 滚筒直径1800 mm， 牵引速 度 0 ～6． 7 ～11． 1m/min。 前部刮板输送机 SGZ800/750 型， 装机功率 2 375 kW， 运输能力 1 500 t/ h。 后部刮板输送机 SGZ1000/1400 型， 装机功率 2 700 kW， 运输能力 2 500 t/h。 转载机 SZZ1200/525 型， 装机功率 525 kW， 运 输能力 3 000 t/h。 破碎机 PLM3500， 装机功率 375 kW， 破碎能力 3 500 t/h， 最大输入块度 1 200 1 050 mm， 最大输 出粒度 调整粒度 300 mm 250 mm， 200 mm， 150 mm 。 4支架主要特点 1支架采用铰接式前梁带外伸式伸缩梁结构， 前梁用两根 Φ180/Φ120 mm 千斤顶支撑， 以提高对 顶板的支撑能力; 外伸式伸缩梁， 接顶效果好， 有利 于控制架前破碎顶板的冒落。 2工作面中部与过渡支架有防倒与防滑装置。 3 中部支架尾梁可向上旋转 15， 向下旋转 63， 过煤高度达 1 000 mm， 有利于大块煤的放出和 后部设备的维修。 4 尾梁插板行程达 700 mm， 放煤口尺寸大， 放 煤流畅。 5用倒置 Φ180/Φ120 mm 千斤顶和长推杆组 成支架和前部输送机的推移机构， 长推杆兼具一定 的防滑作用。支架底座前方两侧设有安装拉后部输 送机千斤顶的轴孔。后部输送机千斤顶可以隔架安 装在支架两侧， 也可以安装在每架一侧， 通过 Φ30 108 mm 圆环链与后部输送机连接。 6 支架顶梁和掩护梁采用双侧全封闭活动侧 护板， 以防止倒架和架间漏煤， 影响推移支架; 7底座设有底调千斤顶， 可以调整支架位置和 防止支架下滑。 8 支架液压系统采用国产大流量快速移架系 统。 9 过渡支架顶梁后端铰接一个带回转梁的大 尾梁， 由两根斜撑立柱支撑， 可调节后部工作空间的 高度， 利用回转油缸调节放煤口的开启和大小， 放煤 速度快， 便于后部设备的维护。 5结语 ZF12000/22/35 型低位放顶煤液压支架从 2011 年 6 月开始使用， 实现了矿井高产高效的目的， 在同 类型煤层地质条件下具有很大的推广应用前景。实 际使用情况证明 支架架型结构合理， 支护性能良好。支架的工 作阻力、 支护强度设计合理。 对特厚煤层大块煤的放落适用性好， 通过能力 大。工作面采出率 83． 5， 中部支架的采出率可达 到 90左右。 参考文献 ［ 1］李刚， 郝万东， 李莉， 等． 特厚煤层综放液压支架主要支护参数 的研究和探讨［ J］ ． 煤矿机械， 2011， 32 4 99- 101． ［ 2］苏林军， 宋德军． ZZF5200/19/32S 型坚硬特厚煤层放顶煤液压 支架的研制［J］． 同煤科技， 2002 1 42- 44． 作者简介黄开林 1958 － ， 男， 高级工程师。2011 年毕业于西安 交通大学工商管理系 硕士学位 ， 现主要从事煤矿机电装备及煤矿 信息化方面的研究和管理工作。 收稿日期 2012 －07 －30; 责任编辑 陶驰东 5012012 年第 6 期煤矿机电