单体液压支柱工作面支护参数的优化.pdf

2 0 1 1 年第 4期 No ． 4 2 0 1 1 煤 炭 科 技 COAL S CI ENCE TECHNOL OGY MAGAZI NE 6 1 文章编号 1 0 0 8 3 7 3 1 2 0 1 1 0 4 0 0 6 1 0 2 单体液压支柱工作面支护参数的优化 程伟， 顾新泽， 石长坤 徐州矿务集团有限公司 生产技术部 ， 江苏 徐州2 2 1 0 0 6 摘要通过对庞庄煤矿一 6 2 0 m水平 中央采 区山西组 7煤顶板岩性和矿压规律的分析研 究， 对 7 5 4 4工作面支护参数进行 了优化， 确保了工作面安全高效回采。 关键词 回采工作面； 支护； 参数； 优化 中图分类号 T D 3 5 5 ． 3 文献标志码 B 1 问题 的提 出 徐州矿务集团庞庄煤矿 7 5 4 4工作面位于矿 井 一 6 2 0 m水 平 中央采 区 ， 走 向长度 3 7 8 IT I ， 倾斜 长 度 1 1 4 m。在工作面支护参数选择时， 如果工作面 控顶 距离和循 环进度小 、 支护密度大 ， 顶板容易控 制 ， 但作业空间受到限制， 循环产量低 ， 相应的吨煤 材料成本高， 人工效率低； 与此相反， 控顶距离和循 环进度过大， 支护密度偏小 ， 虽然可提高循环产量 和人工效率， 降低材料消耗 ， 但顶板控制难度加大。 为此， 提出了支护参数技术优化问题。 2开采概况 2 ． 1 开采条件 该矿一 6 2 0 m水平中央采区山西组 7煤煤层厚 度平均 2 ． 0 m， 最大 2 ． 2 m， 局部有夹矸 ， 夹矸厚度 0 ～ 1 ． 6 m； 煤层倾角 6 2 3 。 ， 平均 1 4 。 。直接顶为砂页 岩或砂岩 ， 平均厚度 1 ． 5 m， 致密块状 。老顶为砂岩， 厚 1 8 ． 4 m左右， 细中粒石英长石。底板页岩， 厚度 l 1 ． 3 m 。 2 ． 2 矿压观测资料 根据观测， 一 6 2 0 m水平中央采区 7 5 4 4 工作面 矿压数据为 直接顶初次垮落步距为 2 6 m， 老顶初 次来压步距为 4 4 ． 7 m， 强度为 2 8 9 k P a ， 老顶周期来 压步距为 2 0 ． 8 m， 强度为 2 7 7 k P a 、 最大强度为 2 8 6 k P a 。 2 ． 3 原支护情况 一 6 2 0 m水平中央采区剩余 7煤工作面采用走 向长壁全部垮落采煤方法、 炮采工艺回采。 采用走向 齐梁直柱正悬臂支护方式， 选用 H D J B 一 1 0 0 0型金属 铰接顶梁配合 D Z 一 2 2 ／ 1 0 0或 D Z 一 2 5 ／ 1 0 0型单体液 压支柱 扶一梁一柱走向棚 支护。正常回采期间， 采 高达到 2 ．2 m时， 在切断线内侧增扶一梁二柱倾斜架 棚。 原工作面支护参数为 走向排距 1 ． 0 m， 倾斜棚距 0 ． 6 m， 循环进度 1 ． 0 n l ， 支护密度 1 ． 6 7 根， m ； 采用 3 ～ 4 档控顶， 最大控顶距4 ． 0 m， 最小控顶 3 ． 0 m 。 3 支护参数的优化 3 ． 1 根据垮落带高度计算支护强度 3 ． 1 ． 1 支柱承受的压力 支柱承受的压力 P是控顶区内及悬露的直接顶 的全部重量 9 。 加上老顶裂隙带中不能形成平衡条 件的岩层载荷 Q z ， 即P Q 。 Q 。因为 Q 难以确定， 常把 p 。 作为载荷基础， 而后考虑一定的系数 Ⅳ 即 P l [ NM／ K一1 ] R 式 中P I考虑直接 顶及 老顶来压 时的支 护强 度 ， k P a ； 承载系数， 取 2 ； 工作面采高， 按 2 ． 2 m计算； 卜岩石碎胀系数， 取 1 ． 3 5 ； 岩石视密度 ， 取 2 5 0 0 k g ／ m 。 P 】 [ 2 2 ． 2 1 ． 3 5 1 ] 2 5 0 0 9 ． 8 3 0 8 k P a 3 ． 1 ． 2 按照矿压观测数据计算支柱工作阻力 最大来压强度为P 2 2 8 9 k P a 。 上述计算取最大值， 工作面所需支护强度为 Pma x P I ， P 2 Pmax 3 0 8， 2 8 9 3 0 8 k P a 。 3 ． 2 支护参数的计算 ⅣP／ R B 1 ／ a b 煤 炭 科 技 6 2 COAL S CI ENCE TECHN0L OGY MAGAZI NE 2 0 1 1 年第 4期 No ． 4 2 0l 1 文章编号 1 0 0 8 3 7 3 1 2 0 1 1 0 4 0 0 6 2 0 3 煤 矿 电 网 源 滤 波 器 的 设 计 应 用 赵雪 林 1 , 2顾维娣。 1 ． 徐州矿务集团有限公司 供 电处 ， 江苏 徐州2 2 1 0 0 6 ；2 ．中国矿业大学 信息与电气工程学院， 江苏 徐州2 2 1 0 0 8 ； 3 ． 徐州 矿务集团有限公司 技术中心 ， 江苏 徐州2 2 1 0 0 6 摘 要 重点介绍 了煤矿 电网无源 滤波器设 计、 计 算、 仿 真的原理 和方法 ， 常用滤 波器 R L C 参数及基波损耗计算， 以及滤波器阻抗特性及谐波电流系数的计算， 并结合徐矿集团庞庄 煤矿张小楼井新型混合式滤波装置中的无源滤波单元的设计实例进行了分析研究。 实际运 行效果证明， 无源滤波器能有效解决煤矿电网谐波污染问题 ， 结构简单， 操作方便， 对徐矿 集团本部及异地矿井， 乃至在工矿企业电网都具有广泛的推广应用价值。 关键词 煤矿电网； 谐 波治理 ； 无源滤波器 中图分类号 T D 6 1 文献标志码 B 、 随着煤炭工业的发展， 矿井的产能扩大、 开采深 度延伸、采掘机运通及防灾安全生产装备功率越来 越大，服务于煤炭生产的大功率非线性变流装置应 运而生 ， 并得以广泛应用 。 这些装置固有的开关特征 在运行中生成 了谐波 ， 造成供 电电网电流 、 电压波形 的畸变， 极大地影响煤矿生产安全。因此， 供电系统 无源滤波器合理设计及成功应用，已成为提高供电 系统电能质量 的关键措施 。 1 滤波方案的确定 无源滤波器 以下简称 F C 设计的主要 内容 ， 概 括起来有 3 条， 即两个谐波指标， 两个技术指标和一 个调谐整定方法。两个谐波指标是指谐波 的电压畸 变率T H D和流人系统中各次谐波电抗的分量。 aK B K z R B ／ e b 式 中 K 旷 一支柱承载不均匀系数， 取 0 ． 8 5 ； K _一增阻系数，取 0 ． 9 ； 厂支柱理论工作阻力， 为 3 0 0 k N ／ 柱； 。 ， 6 分别为排距和柱距， m 综合考虑作业 便利、 护顶材料长度、 护顶效果 、 防坠 兜因素， b 参数选 0 ． 6 m 。0 1 ． 2 4 m ， 取整数 1 ． 2 r n 。 N1 ／ f a b 1 1 ／ 1 ． 2 X 0 ． 6 1 ． 3 9根 ／ m 3 ． 3 支护优化方案 通过优化 ，确定 7 5 4 4工作面排距为 1 ． 2 m， 柱 距为 0 ． 6 m ， 工作面最大控顶距为 4 ． 8 m，最小控顶 距为 3 ． 6 m， 放顶步距及循环进尺为 1 ． 2 m， 支护密 度为 1 ． 3 9 根／ m ，采用 1 ． 2 m金属铰接顶梁替代原 方案的 1 m铰接顶梁配合单体液压支柱支护。 4 效果分析 1 顶板控制良好。工作面回采期间没有发生 压 、 漏 、 推 冒顶事故 ， 实际观测到的顶板最大移近量 为每米采高 3 6 m m， 控制在 1 0 0 m m范围之内。 2 经济效果显著。 与原参数支护相比， 循环产 量增加 ，平均月产由原来 1 ． 6 5万 t 提高到 2 ． 0 9万 t 。同等条件下除更换顶梁外 ， 没有增加设备、 人员； 虽然循环用电量、 火工品等材料消耗增加， 但按总产 分摊测得的吨煤平均费用与原来基本持平；按当期 售价和成本计算 ， 月增加经济效益达 5 6万元。 5结论 7 5 4 4 工作面实施支护参数优化， 产生了较好的 技术经济效果 。 实践证 明， 回采工作面支护参数优化 应在保证支护强度的前提下，可综合考虑工作面的 经济效益， 实现“ 安全高效” 的目 标。 作者简介 程伟 1 9 7 9 一 ， 男， 江苏沛县人， 2 0 0 5年毕 业于中国矿业大学采矿工程专业， 徐州矿务集团有限公司生 产技术部助理工程师。 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 9 2 9