采煤和充填两用液压支架的井下试验结果.pdf

采煤和充填两用液压支架的井下试验结果 第六图书馆 采煤 充填 支架 液压 井下 试验世界煤炭技术Maka.,US 刘笑萍不详1990第六图书馆 第六图书馆 采煤和充填两用液压支架的 井下试验结果 [ 苏联]t O ．c马 卡飘维奇等 近 十 几年 来 ，苏联 煤矿 的井 下 出矸 量年 年 都 在 增 长 ，仅以顿 巴斯 为倒 ，每生产 1 O 0 0 t 煤炭 ，就要 出 矸 4 2 2 m 。许多农 田和 建筑用地 都被 矸石堆所 占 。而 且 ，由于这 些矸 石堆 的 自燃 、瓦斯外 泄和灰 尘飞 扬 ， 对周 围的生态环 境造成 了严重 污染 。 另一 方面 ， 由于井 下保 留安全 煤柱 ， 顿 巴斯 约有 2 2亿 t 的煤 炭不 能采 出 。 要提高矿井的经济效益，改善自然环境和资源 的利 用 ， 必须解 决各 种建筑 物下 、 水体 下以及 各种复 杂地质 条件下 的煤层 开采 问题 。 我 们认为 从 调整排 矸 作业 着手 ， 不再 向井 上出矸 ， 不失 为一种积极 解决 问题的办法。其中一个具体办法就是将垒部矸石用 于充填 罘空 区 顿涅茨克煤矿机械设计院研制了一套用于充填 作业 的破 碎筛分设 备 I l l 且 2赣式 破碎 机 ，且 。齿盘 式 单 辊破碎 机 ， 和 K J I r I - ]矸石分 缎机 ， 还 有用 于把矸 石 加工成 0 8 8 mm充填材 料 的风 力充 填机 且3 M一 2双 缸式 和 I] 3 1J 滚筒式 。 缓 倾 斜煤 层工 作 面 的采煤 速度 相 当 快 ，不应 受 充填 工 作的影响 。 为此 ， 就必 须采 用采 煤充填 综合 机 械化 设备 ， 使 采煤和 充填作业 在 同一时 间内进行 。因 此 ， 采煤 充填机 械化综 合设备 应包 括采煤 机、刮板输 送机、端头支架、电力和液压1 筻 备 、以及装有前后悬 梁的机械化支架和风力充填管道。 到 目前 为止 ， 苏 联和 国外 还没 有用 于 开采厚 度 l 1 ． 8 m 以 下缓 倾斜煤 层 的机械 化 采煤 充填两 用 支架 。 顿 涅茨 克煤 矿机 械 设计 院设 计 出了 带风 力充 填管 的 双 向顶梁式 支架 见图 1 ， 这 种支架 的简 要技术 特性 如下 煤层 厚度 ，m ．煤层 赋存 倾角 ，度 液压 支架 后排 支柱的额 定高度 ，mm 收缩 状态 伸出 状态 支架 节的 工作阻 力，l t N 支撑 1 m 顶板的支架阻力，k N 支架 液压伸缩 系数 支架 节安装 间距 ，m 支架、输送机、管道的移动步距，m 风力 充填管 的标 准直径 ，m m 倒 式排矸 装置 的安装 间距 ，m 0 ．95～ 1 ．4 35。 “ T H T AH 一 1 ”型破碎 充填综 合设备 3 风力 充填机4 ． 5 ～ 6 侧式 排矸 装置 的转 动角度 ，度 l 6 管道 通过 能力 ，m。 ／ h 1 5 0 机械化采煤充填两用支架 见图 2 由四根支柱、 底座 1 2 、顶梁 7 、液压推 移千斤顶 8 、双纽 线机构 9 组成 。 渡压推移油缸与框架 l O相连， 框架前面可以与 前探 梁 和 输送 机 的 溜槽 连接 ， 后 面 的 轴 上挂 有 转 环 6 ， 转环上套有充填管的球形管节 5 ， 两个球形管节之 间装 有侧式 排矸装 置 和伸 缩管 节 3 ， 充填管道 的所 有管节均 用 1 3 C - 2 0 0 快 速接头 2连接 这种结 构可 使 工 作 面j 暂进机 与 充填 管道 同时 同步 移 动 。充 填 管 道 可沿 采煤 工 作面后方全 线推 移 ， 也可呈 波形弯 血移 动 ， 支架 的前探 梁及 其 伸缩 装置 、 支架 底座 前端 以及 液压装置均与批量生产的 8 O型机械化支架相同。 充 填主 干线 管道 与 回采工 作 面 的分管 道之 间用 夹管器 1 来连接 ，和央紧机构由安装在第一节支架 Ⅲ ㈣ ∽ 呲 一 一 ， L 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 圈 2 上液 压分 配器 进行控 制。侧孟 排矸装 置的开 闭 ， 也 由 支 架上 的液 压 分配器 来 控制 ，在 工作 面后 方 排放 充 填材 料时 管 口能偏转 l 6 。 。 ． 伸缩 管 节 3是用来 调 节位 于两 个 球形 管节 之 间 的 充填 管道 长 度 。它 是 由支 架组 向工 作面 纵 壁方 向 推进 ．或沿 工作 面找 齐 时的 管道 受力 情况 被 迫进 行 收缩 或伸 展的 。 为使充填管道 在支架和输送机弯 曲推移时可 以 灵活转动 ，装有球形管节 保证充填管在两个球形 管 节 之间偏 转 6 。 。 此 外 ． 这 种球形管 节结 构可 以通过 转环与支架的液压推移千斤顶连接 ，并与工作面输 送 机相连 。 球形 管节的采 空 区侧装 有挡矸板 以防止 充填矸 石窜入 工作 面内 。 这 种带 充填 管道 的支架 于 I 9 9 7 年 6月到 n 月 曾在矿工煤炭公司的公社矿井中进行井下实验，试 验 地 点 在 K s 煤 层中 的东 l O号 平巷 。 ‘ 这 是 一条 用 宽 巷掘进机 法掘 进的 半煤岩 巷 。巷侧 用矸石 充填 K s 煤层的倾角为 2 1 。 ～2 3 。 ， 煤厚 1 ． 3 8 m 煤的牌 号 为 T 。煤层 上面有 中等 硬度 的泥质 页岩 。 这 种层 状 页岩构 成 了很 不稳 定的 6 - 1类 “ 假顶 。 试 验 时 采用 成套 的带 充填管 道 的 液 压支 架 ，其 工 艺系统示 于 图 3 。 栗 煤 和 充 填 的 工 艺 过 程 按 下 述 顺 序 进 行 ；在 l 4 m 长的宽 巷工作 面上用 风镐 进行 采煤 ， 煤沿 平巷 中 的刮板输送机 1运出。 悬露的顶板用术支柱支护。 然 后 液压支架 组 5移动 0 ． 8 m。输送机 、前探 粱和风 力 充填 管道均 借助 于支架 的液压 千斤 顶跟 着 进行移 动 。 工 作 液 体 是 由位 于 K 煤 层 1 0 号 东 运 输 巷 内 的 图 3 C H Y - 5液 压 泵 站 以 2 q MP a的压 力输 入 K MC型 支 架 和 支撑支柱 垒 套“ T H T AH l 型破 碎 充填 设备 也停 放 在该 巷道 的 i O O r mn轨 道 上 。掘 进 时 ， 挖 掘 出的矸 石 用矿 车装 运 ， 然后 用 O B - 1 ． 6型侧 转 式翻 车机 d 将 矸 石 翻转到 皮 带转 载机 3上。翻 车机 是 由顿涅 茨 克 煤 矿机械 设计院 设计 由新 戈 尔洛 夫斯 克机械制造 厂 制 造的 。采用“ T H H AH 1 综舍设 备 ， 将矸 石破碎 到 0 8 0 mm粒 圾 ， 并通过 管道 运送 至安 装在工 作 面支 架 上的 风 力 充填管 道 中。通过 排 矸管 E l 可转 动 将 充 填 材 料 排 卸 到 采 空 区 内 而 在 支 架 下 面 ， 则通 过 。 T H TA H - 1 设备的管道 由两个侧式排矸装置来排放 矸石 。 设 备实验 期 间 ． 在 1 0 8 m长的 平巷 中进 行煤柱 回 采 ，在 采空 的巷旁 充填 了 1 2 0 0 m 破碎 矸石 。对支 架 组的 试验 证 实 了这种 支架 具有 有效 的支 护能 力，各 个 装配 部件 能互 相配 合工作 ，职纽 线机械 可保 证 这 种 机构 装在 后 排液压 支柱 之间 ，其 传动部 分 与后 粱 铰接 。这种 双 纽 线机 构还 可以 使支 架具有 横 向 的稳 定性 ， 固为双 纽线机 掏的前部 位于液 压支柱 之间 t固 而可对支柱起稳定作用。防止支架沿倾斜煤层滑动 在煤 层倾 角 2 1 。 ～2 的 范 围内进 行 了试 验 。 与此 同 时，双纽线 机椅工作 时所产 生的垂 直分力 ， 在 传动杆 与后 粱的结 合 点上 向上集 中 ，从而 可减轻 顶 板支 架 后 粱的压力 。 风 力 充填管道 各 主要 部分 在井 下试验 的结 果证 实了 其工 作能 力和密 封效 果是 令 人满意 的 经过 检 验的部分有 液压夹管装置、但 4 式排矸装置、伸缩和 球形 风力 进行 距离 矸装 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 胶 带 输 送 机 转 角 站 概 述 连续 式胶 带输送 机 已在世 界各 地 的煤 矿普 遍 采 用 ，并充分 显示 了其 优越 性 。 然而 ， 遇到 直角拐 弯运 输条件时， 在使用一个动力源的情况卞 ， 普通胶带输 送机不能承平转弯 只能栗取两台输送机搭接的方 式 。 因此 ， 不仅增 加 了生 产系统 的复 杂性和地 面和 井 下工程量 ．同时 使供 电 、 控制 和监视 系统复 杂化 ， 且 投资太 、维修困难。 能否 使 一 台 胶 带 输 送 机 实 现 水 平 直 角 拐 弯 运 输 ，是胶 带输送 机的 一个科研 课题 ，针对这 一课题 ， 英 国 采矿 研 究硫 和 美 国 能源 部 于 1 9 8 4年 共 同研 制 了一 种 能使 单 台胶 带输 送 机 水 平直 角拐 弯 的 装置 胶带输送机转角站 ， 由英国安德森公司制造 ， 实 践 表 明该 装置 的使用情 况令 人满 意 。 转 角站 的设计原理 ／ 胶带 输送 机转 角站是 基干 胶带 具有 一 定的 挠性 ．胶 带可以较容易地 围绕一定直径的滚筒转一角度的原 设计 的 ，但有两 个前提条 件 ① 必 须在胶 带挠性 允 许范 围之 内，即滚筒 直径 要符合 驳带翩 造厂家提 出的建议要求 ； 胶带 转弯处 的摩擦 系数应尽可 能小 。 为此 ，采取 了转 角设计 方案 即在 转 角处安 装 一 适 当直 径的 转角滚 筒 ，使转 角滚 筒和胶 带运 行方 向 形 成一 预定 角度 如 9 0 。 ， 让胶 带在滚筒 上呈螺 旋线 缠 绕 这 样胶 带在滚筒 的进 出方 向间产 生一个 夹角 ， 从而 实 现胶带输 送机 拐弯运行 。 输 送机胶 带直 线上的 弹性 收缩很 难保持 一致 。 在 井下工 作条件 下经 过检验 的双悬 梁 鬲充填 管 道 的支 架试样 为进 一步研 制 采煤 充填综 合机 械 化设 备 提供 了依据 ，顿 涅茨克 煤矿 机械设 计院 已于 1 9 8 8 年 开始在 2 “ I K 上 卜 9 0和 3 MK 旦 9 O型采 煤 综 采 设备 的 基础 上着手 研制新 型采煤 充填综 合机械化 设备 。 y ’b ． 1 9 8 9 ， № 7， 3 4 ～ 3 6 刘 笑萍 译 之见校 为确保胶 带始 终按预 定方面运 行 ， 在滚 筒上 ， 沿螺旋 线方向，平柠于鹿带运行方向布置了一套低摩擦的 小托 辊 ，使 胶带 能在滚筒 上 自行 调整 中心 。 图 1 ．转 角站胶 带线 路示意 图 转角站的结构及操作特征 转角站 由框架 、 转角滚筒、改向滚筒、挡煤板和 护同等组 成。安德 森 公 司制造 的转 角蒗 简 直径 3 6 0 mm， 呈半 圆形 ， 里 面没有 加强筋 ， 滚筒表 面开漏 ， 按螺旋线平行地布置了 7排 ，每排 7个低摩擦力的 小托辊 。 小托辊 对胶带起 支撑导 向作 用 ， 并保 证在胶 带 同一断面 上各 点张 力相 等 。转 角滚 筒和 胶带 运行 方向间的安装角度为所需转童艘二分之一。 带 宽 英寸 3O 4 2 转角范 围 度 9 0 ～ 1 2 0 ， O ～1 2 0 胶带最大张力 t 6 ． 5 障角站 外形足 寸 mm 3 0 O 0 1 7 3 0 X1 0 3 C 3 0 0 0 X2 5 0 0 1 5 0 带 速 ml， s 自 重 t 5 ． 0 采用 这些 措施 ，圆满地 解决 了胶带 输送 机水 平 拐 弯的技术 问题 目前 安德森 公司制造 的转 角站 每 增加 5 为 一级 ，从 而 实现 了胶 带输 送 机 9 0 。 到 1 2 0 。 之 间的水平转 弯 。 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆