浅埋深综采液压支架选型及参数确定.pdf

第2期 2 0 0 9年 6月 水 力采煤 与管 道运 输 HYDRAUL I C COAL MI NI NG P I P EL I NE T RANS P 0RT AT1 0N No ． 2 J u n ． 2 0 0 9 浅埋深综采液压支架选型及参数确定 仝永兵 唐 山开滚勘察设计有限公司 河j 、 唐山0 6 3 0 1 8 摘 要 通过对 浅埋深煤层矿压显现特 点的分析 ， 提 出了浅埋 深条件 下煤层 综合机械 化开采 液 压支架参数选型应注意的问题， 结合矿井实际， 对浅埋深煤层开采液压支架的选择进行 了设 计。 关键词 浅埋深液压支架 架型选择 支架参数 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 2文献标识码 A文章编 号 1 0 0 6 0 8 9 8 f 2 0 0 9 0 2 0 0 0 20 3 l 前 言 蓁 誊 开 瑞 煤 矿 位 于 鄂 尔 多斯 市 东 胜 煤 田 ， 原 为 据该矿井煤层为浅埋 深 的特 点 ， 对综 采支架选 型 3 0万 t ／ a的地方 小煤矿 ， 采煤 方法 为房柱 式采 煤 和参数进行 了设计 。 实现第二次雾化 。其特点是 1 燃烧完全 ， 燃烧效率高 ， 燃烧产 物 中污染 物少 ， 低于 国家环保局规定 的各项指标 。 一 2 火焰刚性强 ， 火焰喷射速度 高 ， 抗风 干扰 能力强 。 3 流体 调节 比大 ， 调节 幅度 达 l 3以上 ； 空气过剩系数在 1 ． 2时， 仍能实现完全燃烧 ， 不 冒黑 烟。 4 设计安装性能 可靠 的 电子点 火系统 和火 焰监测 、 报警系统 。 3 改烧水煤 浆的效 果 3 ． 1 保护环境 就环境 而 言 ， 水 煤浆 是 一 种 洁净 燃 料 ， 监测 表明 。 水煤浆燃烧后 排放物 远远低 于燃烧 重油 和 煤粉 。燃烧水煤浆 具有 良好 的环 保效益 。 详见下 表 。 表 1 水煤浆、 重油和煤粉燃烧排放物对比表 3 ． 2 经 济效益 就水煤浆 的燃烧消耗费用而言。 水煤浆 、 煤 粉、 重油和柴油的等热值燃料消耗差价 比为， 水 煤浆煤粉重油柴油为1 2 ． O 2 ． 5 3 ． 5 ， 由此可见 ， 燃烧水煤 浆替代 煤粉 、 重油 和柴 油 ， 其 2 消耗费用差价是可 观的 ， 产 生的经济 效益非 常显 著 。 4 总结 1 水煤浆替代煤粉、 重油和柴油等用于隧 道窑 的燃烧技术改 造是成 功 的， 满 足现有 窑炉 的 热工特性 。 2 水煤浆替代煤粉 、 重油和柴油等用于隧 道窑燃烧 的经济效 益和环境效 益是明显 的。 3 水煤浆在北方冬季使用应考虑冻结温度 对 水煤 浆管 道输 送特 性 的影 响 。 采 取必 要措 施 ， 以防堵 塞管路 ， 影 响生产。 4 有 条件 的情 况下 ， 可考虑炉 前制浆 ， 现 制 现 用 ， 明显 节省 添加剂。 参 考文 献 [ 1 ] 胡云斐． 水煤浆燃烧技术应 用于陶瓷窑炉的探讨 [ J ] ． 江 苏陶瓷 。 1 9 9 0， 4 l 0一l 4 [ 2 ] 张荣曾， 何为军． 高浓度水煤浆燃料的制备技术 [ j ] ． 佛山 陶 瓷 。 2 0 0 3。 0 4 l 52 O [ 3 ] 李湘洲． 新兴高效燃料 一水煤浆[ J ] ． 中国建材， 2 0 0 0， 1 2 66 6 8 [ 4 ] 徐瑞龙， 郁刽敏． 水煤浆技 术与应用[ J ] ． 上海节能， 2 0 0 5 。 01 37 4 0 作者简介 魏 洁鑫 1 9 6 4一 ， 女 。 河北 唐 山人 ， 工 程 师 ， 现在 唐 山 市建 华陶瓷厂工作， 曾发表论文4篇。 收 稿 日期 2 0 0 81 2 0 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第2期 仝永兵 浅埋深综采液压支架选型及参数确定 2 0 0 9年6月 2 地质概况 该矿井主采煤层为侏 罗系中下统延安组62 煤 ， 煤层平均埋深 为 1 2 0 m 左右 ， 厚度 3～6 ． 2 m， 平均 4 ． 1 m， 倾 角 0～1 。 。煤 层 顶板 以上 3 0 m 至 底板 以下 2 0 m范 围内 的岩石 以深灰 色砂 质泥 岩 为主 ， 次为粉砂岩 。煤层顶底 板泥 岩类 自然状 态 抗压强度 均小 于 3 0 MP a ， 为 软弱 岩类 ， 软化 系数 小 于 0 ． 1 9， 且在水 中有崩解破坏现象。岩石 强度 在吸水状态为 自然状 态的 1 ／ 3～1 ／ 5 ， 煤层顶底板 岩石 的稳固性 较差 ， 属 于典型 的浅埋深煤层 。 3 浅埋深煤层顶板来压特点 浅埋深煤 层可 以分为 2种类 型 。A类 型 基 岩 比较 薄 、 松 散 载 荷层 厚 度 比较 大 的浅 埋 深 煤 层 ， 其 顶板破 断为 整体切 落形 式 ， 易 于 出现 顶板 台阶下沉 ， 老 顶 为单 一关 键层 结构 的煤层 ， 此类 厚松散 层浅 埋 深煤 层 称 为 典 型 的浅 埋 深 煤 层 。 厚度 比较大 、 松散载荷层 厚度 比较小 的浅 埋深煤 层 ， 其矿压显现规律介于普通工作面与浅埋深煤 层 工作 面之 间 ． 表现 为两组 关键层 ， 存 在轻 微 的 台阶下沉现象 。 可称为 近浅埋深煤层 。东 胜煤 田 属于 B类型浅埋深煤层。 浅埋深煤 层工 作 面 的主要 矿 压 特征 是 老顶 破断运动直接波及地表 。 顶 板不易形成稳 定 的结 构 。 来压存在明显 动载 现象。 4架型选择 的依据 架型选择必须 考虑支 架 的相关 尺寸 、 结 构特 征 ， 支 护性能 必须 与煤层 地质 条件 、 矿 压显 现规 律以及工作面配套设备相适应。①煤层地质条 件 根据部 颁标 准 M T 5 5 31 9 9 6煤 层 顶底 板 分 类标准 ， 该煤层直接顶 为 I类 ， 基本顶 为 Ⅱ类 ， 底 板为 Ⅱ类 。②矿 压显现规律 矿 压特征是 老顶破 断运动 直接 波 及 地 表 ． 顶 板 不 易形 成 稳 定 的结 构， 压力较大 ， 来压存在明显动载现象。③工作 顶板岩层基本 为 冒落带 和裂 隙带 。B类 型 基岩 面配套设 备型号及参数 见表 1 。 表 1 工作面配套设备型号及参数 通过对 以上 各 因素 分析 以及借 鉴 东胜 煤 田 其它矿井支架使用 情况 。 认为 架型选用 两柱掩护 式 、 四连杆机构 、 整体刚性顶梁液压支架。 5支架基本 参数 的确定 5 ． 1 支架工作强度的确定 支架 支护强 度按 目前 的较 通用 的 岩石 密 度 法计算 ．． q Kd 式中 q 为支护强度， M P a ； K 为基本顶失稳时的 动载系数 ， 根据工作面矿压观测结果， 一般 K 1 ． 11 ． 8， 由于煤层较浅 ， 动压较 明显 ， 取较 大值 1 ． 6； 为一次采厚 ， 取平均采高 4 ． 1 m； 为 冒落矸 石 碎 胀 系 数 ， 1 ． 2 ； y为 顶 板 岩 石 密 度 ， 取 y2 2 k N ／ m 。 q1 ． 6 4 ． 12 2 ／ 1 ． 21 0 ． 7 2 5 MP a 根据 以上计算 ， 考虑安全 系数 为 1 ． 2， 最后 支 护强度为 1 ． 20 ． 7 2 5 0 ． 8 7 MP a 。 5 ． 2 支架工作阻力的确定 工作面支护强度确定以后 ， 支架工作阻力主 要取决 于支护 顶板 的控 顶 面积 。支 架控 顶 面积 主要与工作面 “ 三 机” 配套 设备 的断 面纵 向尺寸 有关 。 额定工作阻力 F ≥ P Bc‘L ／ q 0 ． 8 71 ． 7 54． 8 ／ 0 ． 9 5 7 9 5 8 k N 式 中 P为 综 采 工 作 面 额定 支 护强 度 ， P≥0 ． 9 MP a ； L为支 架 中心 距 。 取 L1 ． 7 5 m B c为控 顶 距 ， 取 B c 4 ． 8 m； 1 为支撑效率 ， 取 1 1 0 ． 9 5 。 对 以上计算结果 考虑一 定富裕 量 ， 额定 工作 阻力取 8 6 0 0 k N。 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 2 0 0 9年 6月 水 力采煤 与管 道运 输 HYDRAUL I C COAL MI NI NG P I P EL I NE TR ANS P ORTA TI ON NO． 2 J u n． 2 0 0 9 沿 空掘 进 窄小 煤柱 的 留设 王吉 营 皖 北煤 电集 团任 楼 煤矿 安徽 淮北 2 3 5 1 2 3 摘要 介绍 了采 区斜巷沿倾斜 方向矿压显现规律 ， 通过 两个掘进 头不 同矿 压显现 的比较 。 提 出 了沿空掘进 窄小煤柱 的留设及进 点时机 选择 。 关键词 沿空掘进矿压显现煤柱 留设进 点时机 中图分类号 T D 3 2 2 ． 4 文 献标识码 B文章 编号 1 0 0 6 0 8 9 8 2 0 0 9 0 20 0 0 40 2 l 前 言 橐 军 任楼煤矿 目前开采煤层集 中在中煤组 ， 为 在 中三 、 I I 1 、 II 2 等几个采 区。 由于生产准备被 S ． 3支架初撑力的确定 支架初撑力 的大小 由立柱 的缸 径 、 数量 和泵 站压力所 决定 。 支架 的初 撑 力一 般 控 制 在 7 0～ 8 5 ％ 。根据该矿井 的煤 层赋存 条件 。 认为支 架初 撑力 为 7 5 ％ 比较适 宜 ， 则初 撑力 P 韧与 工作 阻力 P 鲷 有 以下关系式 P韧 P陬 7 5％ 8 6 0 07 5％ 6 4 5 0k N 5 ． 4支架高度的确定 根据开瑞 煤 矿最 大采 高 确定 在 5 ． 3 m． 在最 大采高支架保留2 0 0 3 0 0 ra m行程， 保证支架发 挥 正 常支 护作用 ． 选取支 架 的最 大结 构高度 5． 6m 。 支架最低 结构 高 度应 满 足 最低 采 高 时 顶 板 下沉 、 采煤机和运输 机配套 及运输 要求 。根据 目 前成熟 的架 型 以及 立 柱 液压 行 程 即支 架 伸 缩 比 的数 值 ． 液压 支 架最 小 结构 高 度 确定 为 2． 6m 。 5 ． 5 支架中心距的确定 支架 中 心 距 是 指 相 邻 支 架 中 心 之 间 的 距 离 ， 现 液 压 支 架 中心 距 有 3 种 1 ． 7 5 m、 1 ． 5 m、 1 ． 2 5 m。考虑到支架 的稳定性及便 于刮板输 送机 的配套联接 ． 确定支架中心距为 1 ． 7 5 m。 5 ． 6支架移架步距的确定 根据该 矿井 的煤 层赋 存 条件 和 国 内采 掘 机 械技术 发 展现 状 ， 工 作 面截 深确 定 为 0 ． 8 m。支 架推移千斤顶行程确定为0 ． 9 6 m。 6 支架选型及支 架参数 通过以上的计算及论证， 该矿选用 Z Y 8 6 0 0 ／ 2 6 ／ 5 6型液压支架， 其主要技术参数见表 2 。 4 表 2 Z Y 8 6 0 0 ／ 2 6 ／ 5 6型液压支架主要技术参数 项 目 指标 支 架高 度／ ram 支 架宽度 ／ ram 支架 中心距／ ra m 支 护强 度／ MP a 底 板尖 端 比压／ MP a 支架初 撑力／ k N 支 架工 作阻力 P4 2 ． 2 7 MP a ／ k N 操 作方式 支架 重量／ t 泵 站压 力／ MP a 立 柱根 数／ 根 缸 径／ m m 柱 径／ ram 立柱 初撑 力 P31 ． 5 MP a ／ k N 立 柱 工作 阻力 P4 2 ， 2 7 MP a ／ k N 液压 行程 一 级／ 二 级 ／ ram 7 结 论 该液压支架具有下列优点 ①支护能力强， 2 根 3 6 0 ra m 缸 径 立 柱 。 支 架 工 作 阻 力 达 到 8 6 0 0 k N 。②整体顶梁 ， 结构简单、 可靠， 支护效果 好。③护帮板采用二级护帮结构 ， 护帮板通过小 四连 杆机 构 与护 帮千 斤顶 连接 ， 即可 护帮 ， 也 可 翻转挑起临时维护顶板。④前部空间大 ， 可适用 于大配套 ， 大截深 ， 为高产 高效创 造 了有 利条 件。 ⑤设有抬底机构， 移架时可 以操作抬底千斤顶把 底座前端抬起 ， 以利支架前移， 提高移架速度。 ⑥推移机构采用倒拉框架， 拉架力大。推移杆采 用长推杆型式 ， 方便检修、 更换。 作者简介 仝永兵 1 9 7 5 ． 6一， 男 ．工程 师 ，1 9 9 7年 毕 业 于 太 原 理 工 大学矿井建设专业 。 现在唐山开凛勘察设计有限公 司从事采矿 设 计 工作。 牧稿 日期 2 0 0 81 01 0 ∞ 盯 ■ 0 Ⅲ 如 如 ∞ 架 懒 伽 坝 兮 ∞ ～ ～ ㈣ ～ ～ ㈣ 姗 榇 胁 一 一 一 伽 一 -二 ， ， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m