2022年低位放顶煤液压支架考察报告 .pdf

1 / 16低位放顶煤液压支架考察报告“郑煤集团低位放顶煤液压支架考察组”在集团公司生产部副部长董新兆的带领下，于二一二年二月二十八日赴淮北矿业集团公司朱仙庄煤矿，对低位放顶煤液压支架的使用情况进行了深入细致的考察，现将考察结果汇报如下：一、 考察组成员二、 低位放顶煤液压支架在朱仙庄矿的使用情况淮北矿业集团公司下辖二十二对矿井，年产原煤三千九百万吨。朱仙庄矿有两个综放工作面和一个高档普采工作面，年产原煤二百万吨。我们考察的工作面为870 工作面，使用的液压支架型号为ZF7000/18/28，属低位放顶煤液压支架。该支架由天地科技股份有限公司开采设计事业部（原北京煤科院开采所）设计，淮北矿业集团机电总厂制造。1. 870 工作面基本情况870工作面位于 87采区第一区段上部， 地面标高 +24.4m，工作面标高-240.4263.1m，走向长 602m，工作面长 138m。煤层厚度 5.110.4m，平均 8.0m，倾角平均 26（注：作业规程说是5，实际井下为 26） ，最大倾角 30。煤层硬度系数 0.3。伪顶为泥岩，厚度为00.2m，直接顶为砂质泥岩，厚度为4.9m。直接底为泥岩，厚度为01.7m，老底为中细粒砂岩， 厚度为 10m。正常涌水量为 05m3/h，最大涌水量为14.6m3/h。瓦斯涌出量为4.0m3/min，无瓦斯突出危险。煤层原煤工业储量为86.4万吨， 可采储量为 80.4万吨， 回采率为 93%。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 16 页 - - - - - - - - - 2 / 16设计月产量 6.73 万吨，工作面服务年限为11.9月。2. ZF7000/18/28 液压支架特点及技术参数ZF7000/18/28 液压支架为成功的成熟架型，适用工作面采高范围为 22.6m，配套前、后部运输机为SGZ764/630，配套采煤机为MG300/720-AWD。该支架有以下特点：支架稳定性好，抗偏载能力强，能适应较大的煤层倾角。我们下井观测的工作面实际倾角为26，局部达 30。人行通道大，操作空间大。与我们使用的中位放煤支架相比，行人空间明显宽大，工人操作阀组的空间很大。如下图所示：行人在前后排柱之间，操作阀组在两后柱之间的底座上。整体顶梁，长侧护板， 800mm行程伸缩梁，且在伸缩梁前端设有可 0180翻转的护帮板，可有效防护煤壁片帮。具有较大的移架力，移架力达802kN，可实现擦顶移架。有抬底座装置，支架出现钻底时，可实现快速移架。拉后溜采用软连接，可防止拉后溜千斤顶损坏。支架后部设置推拉式防滑装置，调架灵活可靠。ZF7000/18/28 型液压支架主要技术参数如下：支架：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 16 页 - - - - - - - - - 3 / 16型式：四柱正四连杆放顶煤液压支架高度（最低 /最高） ：1800/2800mm 宽度（最小 /最大） ：1420/1590mm 中 心 距：1500mm 初 撑 力（P=31.5MPa） ：60616126kN 工作阻力（ P=35.65MPa） ：68606933kN 对底板比压（前端）：2.213.12MPa 支护强度：1.021.03MPa 泵站压力：31.5MPa 操纵方式：本架重量：19500kg 立柱： 4 个型式：单伸缩缸径：250mm 柱径：230m 工作阻力 (P=35.65MPa)：1750kN 行程：1004mm 推移千斤顶：1 个缸径：180mm 杆径：120mm 推溜力/拉架力：445/802kN 行程：700mm 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 16 页 - - - - - - - - - 4 / 16尾梁千斤顶：2 个缸径：160mm 杆径：85mm 推力：633kN 工作阻力 (P=35.65MPa)：717kN 行程：530mm 顶掩侧推千斤顶：3 个缸径：80mm 杆径：45mm 推力：158kN 收力：108kN 行程：170mm 尾侧推千斤顶：1 个缸径：63mm 杆径：45mm 推力：98kN 收力：48kN 行程：170mm 抬底千斤顶：1 个缸径：125mm 杆径：90mm 抬 底 力：387kN 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 16 页 - - - - - - - - - 5 / 16收力：186kN 行程：240mm 伸缩千斤顶：2 个缸径：100mm 杆径： 70mm 推力： 247kN 收力：126kN 行程：800mm 护帮千斤顶：1 个缸径：100mm 杆径：70mm 推力：247kN 工作阻力 (P=35.65MPa)：280kN 行程：480mm 后溜千斤顶：1 个缸径：125mm 杆径：85mm 推力：387kN 拉力：208kN 行程：900mm 插板千斤顶：2 个缸径：80mm 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 16 页 - - - - - - - - - 6 / 16杆径： 60mm 推力：158kN 拉力：69kN 行程：550mm 底调千斤顶：0.5 个缸径：100mm 杆径：70mm 推力：247kN 拉力：126kN 行程：430mm 3. 采煤方法、回采工艺及工作面设备明细870工作面采用走向长壁一次采放全高， ZF6000/17.5/28 型支撑掩护式液压支架综采放顶煤采煤方法。工作面割煤高度为2.2m，放煤高度为 5.8m，工作面采放比为1：2.64。作业流程为：割煤伸伸缩前梁移前溜移架护顶移后溜割煤伸伸缩前梁移前溜移架护顶放顶煤移后溜落煤方式为：工作面煤壁侧，采用采煤机落煤，正常割煤速度4m/min。放顶煤以矿山压力为主，辅以支架尾梁摆动落煤。进刀与割煤方法：割煤方式：双向往返割煤，往返一次进两刀。进刀方式：工作面采用端部斜切进刀，进刀距离不少于20 架。进刀过程：（以下端头为例）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 16 页 - - - - - - - - - 7 / 16进刀方式示意图如下：A、煤机下行割煤，到工作面下端头后停止牵引，机体下端滚筒一边转动一边下降到底板，同时升起上端滚筒。B、煤机上行，顺着输送机的弯曲段逐渐切入新的煤体，直到前后滚筒完全切入，即采煤机完全进入输送机直线段。 然后移直输送机。C、机体上端的滚筒边转动边下降，下端滚筒边转动边升起，然后采煤机牵引下行割三角煤，直到下端头。D、再次调换煤机上、下滚筒升、降，返程进行正常割煤。工作面上端头进刀，采用同样步骤只是方向相反。区段巷道布置平面示意图如下：BCDA名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 16 页 - - - - - - - - - 8 / 16工作面采用ZF6000/17.5/28 型支撑掩护式支架支护顶板，采用MG2-300/720KW 双滚筒采煤机组采煤，机组滚筒旋转割煤的同时，利用螺旋叶片自动把煤装入运输机， 余煤由铲煤板随移溜铲入运输机；放顶煤时落煤自装，余煤由铲煤板随移溜铲入输送机。架间少量浮煤由人工攉入输送机内。前、后部链板机为SGZ-764/630型，机巷后段铺设一部 SZZ-830/200 桥式转载机和一部PLM-1500 型破碎机，前段铺设一部 DSJ100/100/2125型胶带输送机，870 运输石门及 871 集中巷各铺设一部 SDJ100/63/2*75型胶带输送机运煤。工作面设备明细如下：设备名称设备型号单位数量备注真空高爆BGP30-6 300/5 台1 真空高爆BGP30-6 100/5 台3 移变KBSGZY-1600/6/3.3 台2 移变KBSGZY-800/6/1.2 台1 煤机MG2*300/720 部1 刮板机SGZ-764/630 部2 转载机SZZ-830/200 部1 破碎机PLM-1500 台1 皮带机DSJ100/100/2*125 部1 皮带机SDJ100/63/2*75 部1 2*75 综放开采区分层开采区眼切870 机巷L3870回风石门巷联架进87运山上 87 总 回 付 巷输山上人87行风回山上上山道轨87870 风巷87名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 16 页 - - - - - - - - - 9 / 16乳化泵BRW-400/31.5 台2 两泵一箱喷雾泵PBW-320/6.3 台2 两泵一箱3.3kv 组合开关KE3002 台2 两路输出3.3kv 组合开关8SKC9215 台2 四路输出1.14kv 组合开关QJZ-4*400/1140 台2 四路输出起动器QJZ-400/1140 台1 皮带机用起动器QBZ-80/1140 台2 喷雾泵用起动器QBZ-80N/1140 台1 皮带拉紧绞车用照明综保ZXZ8-4/1140 台2 载波照明通讯装置KTC-2 套1 高压电缆MYJV22 3*95 米510 6kv 高压电缆MYPT-1.9/3.3-3*50+1*25/3 米3300v 高压电缆MYPT-1.9/3.3-3*35+1*16/3 米3300v 高压电缆MYPT-1.9/3.3-3*25+1*10/3 米3300v 电缆连接器JBG1-300/3.3 个2 3300V 千伏级电缆MYP1140v 3*95+1*25 米1140v 千伏级电缆MYP1140v 3*70+*16 米1140v 千伏级电缆MYP1140v 3*35+1*16 米1140v 千伏级电缆MYP1140v 3*25+1*16 米1140v 甲烷自动报警照明灯盏10 127V 工作面设备布置图如下：4. 工作面支护及采空区处理：支架操作方式：本架操作，操作人员站在支架架箱内操作。综放开采区DSJ-100/100/250 皮带机破碎机SZZ-830/200转载机刮板运输机SGZ-764/630SDJ100/63/2*75皮带机SDJ100/63/2*75皮带机移变泵站87轨道山上上山回风行87人上山输 87总 回 付 巷上山运87进架联巷870回风石门L3870 机 巷切眼分层开采区87870 风 巷名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 16 页 - - - - - - - - - 10 / 16移架方式：滞后煤机后滚筒12 架追机顺序移架及时支护顶板，严防空顶、漏顶发生。移架步距600mm。推溜方式：滞后煤机后滚筒10 架单向移溜。放煤方法：多轮顺序放煤，放煤顺序自下而上，根据煤的粒度和流量大小，用插板调节放煤口大小，见矸封口。根据经验公式确定放煤步距：一刀一放的最适宜煤层厚度为2.4+0.3+0.15=2.85m4+0.3+0.15=4.45m(放煤口高度取0.3m),两刀一放的最适宜煤层厚度为7.62（10.67）+0.3=7.92m10.97m，因本工作面煤层厚度平均 8.0m，故采取两刀一放。采空区处理：采用全部陷落法处理。5. 工作面平、剖面示意图（比例1：200）包括工作面纵向、横向剖面图、上下出口及超前管理纵向、横向剖面图。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 16 页 - - - - - - - - - 11 / 16液压支架液压支架92架1架AABBCC2架91架转载机名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 16 页 - - - - - - - - - 12 / 16AA中部支架最小控顶距中部支架最大控顶距上下端头最小控顶距上下端头最大控顶距BBCC风巷机巷工作面名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 16 页 - - - - - - - - - 13 / 16三、 低位放顶煤液压支架与中位放顶煤液压支架对比以我集团公司现在使用的ZFZ6000/19/28 中位放顶煤液压支架为例，与朱仙庄矿使用的ZF7000/18/28 低位放顶煤液压支架作对比。1. 参数对比ZF7000/18/28 型低位放顶煤液压支架ZFZ6000/19/28 型中位放顶煤液压支架对比项目ZF7000/18/28 低位支架ZFZ6000/19/28 中位支架支护高度， m 1.8-2.8 1.9-2.8 中心距， m 1.5 1.5 工作阻力， kN 7000 6000 初撑力， kN 6126 4987 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 16 页 - - - - - - - - - 14 / 16支架强度， MPa 1.03 1.02 对底板比压， MPa 2.1 2.1 最大控顶距， m 7.147 6.387 底座长度， m 2.38 3.66 放煤口距煤壁， m 7.147 5.28 拉架力， kN 802 433 推溜力， kN 445 604 立柱规格， mm 250/230 230/220 立柱千斤顶个数18.5 13 配套设备前 SGZ764/630 前 SGZ800/800 后 SGZ764/630 后 SGZ630/264 机 MG300/720-AMD 机 MG300/700-DW 2. 受力对比、采煤机采过后，液压支架对顶煤及以上顶板支护，此时，支架上部直接顶相当于一个悬臂梁结构，支架的控顶距越长，直接顶的悬臂长度就越长，相应地，它对煤壁的破坏能力就越弱。相反，如果支架的控顶距很短，直接顶的跨落点距煤壁很近，那它对煤壁的破坏力就很大。因此，必须最大限度地增加支架的控顶长度，让直接顶的跨落点尽可能地远离煤壁，以减少煤壁片帮、冒顶的危害。放顶煤液压支架的发展经历了高位放煤 （即在顶梁上开天窗放煤） 、中位放煤（在掩护梁上开天窗放煤） ，现在全国除我们集团公司以外，使用的全是低位放煤 （在掩护梁后部增加尾梁放煤） 。这样做的一个重要原因就是要尽可能的使放煤点远离煤壁，以减少跨落顶板对煤壁的压力。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 16 页 - - - - - - - - - 15 / 16两支架的尺寸对比可以发现，ZF7000/18/28 支架放煤点距煤壁的距离比 ZFZ6000/19/28 支架长 1.87m，相比而言，前者对煤壁的保护能力就比后者强。、中位放顶煤支架的结构类似 “刀”形，底座的受力前后不均，前端往往远大于后部。从我们多次的矿压观测也发现，前排两立柱的压力较大，而后排两立柱的压力很小，甚至受拉，这就说明，支架的顶梁受力较大，而掩护梁由于放煤，压力释放，受力很小。所以，我们的支架经常性前端钻底。而低位放顶煤支架的结构类似“”形，掩护梁和顶梁都能对顶板形成有效支护，而底座恰位于全部控顶面积的中心，因此，它的受力相比较而言，前后较均匀，前端陷底机率较低。3. 生产效率对比中位放煤支架由于后部空间的限制，后部运输机不能过大，因此能力就有限。而放顶煤工作面的采放比一般要达到1： 2 以上才有效益，如果后部放煤能力受限，就直接影响工作面的推进速度，从而影响生产效率。反观低位放煤支架，在掩护梁的尾部又增加的放煤尾梁和放煤插板，后部空间比中位放煤大的多，这样，它的后部运输机可以和前部一样，甚至可以比前部还大。放煤能力提高了，工作面的推进速度就快了，不但提高了生产效率，而且减少了煤壁片帮和冒顶的危险，同时对顶底板的管理也有好处。四、 考察结论对比朱仙庄矿的顶底板和煤层条件， 有很多和我公司相似的方面，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 16 页 - - - - - - - - - 16 / 16我们集团公司也能找出和他们类似条件的工作面，因此，考察组一致认为：低位放煤是大势所趋，我们如果仍抱着中位放煤（全国仅我公司一家在使用中位放煤） ，就要落伍于时代。低位放煤与中位放煤相比，有许多优越性，且低位放煤已经是成熟的技术，技术风险小，成功机率高。在我们集团公司找出一个条件比较合适的工作面，由集团公司生产处牵头组织低位放顶煤的工业性实验，成功后在全公司推广。郑煤集团低位放顶煤液压支架考察组二一二年三月五日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 16 页 - - - - - - - - -