液压支架选型计算.docx
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1、液压支架选型计算 工作阻力/支护面积=支护强度;支护面积=(梁端距+顶梁长度)x中心距。 液压支架选型计算 1支护强度的计算 采纳以往的阅历公式来计算: a、P b、P 式中: P支护强度,MPa; M开采厚度,取6.1 m; r顶板岩石容重,取2.7t/m3; d顶板动载系数,取1.3; a煤层倾角,取3; B附加阻力系数,取1.2; n不均衡平安系数,取1.75; K顶板岩石碎胀系数,取1.25。 则 a、P =1.008MPa b、P =1.128MPa 最 后P=1.128Mpa。 2.支架载荷 依据支护强度,则验算支架支护载荷为: TP(L+C)(B+J) 式中:T - 支护载荷,K
2、N; L - 顶梁长度,3.8m; C - 顶梁前端到煤壁的距离,1.33m; B - 顶梁宽度,1.530m; J -架间距,0.22m; 则 T0.68 ( 3.8+1.3 3) ( 1.53+0.226105KN 计算结果表明,液压支架的工作阻力10800KN满意支护载荷的要求。 3.支架高度 a.支架最大高度 取 )HzmaxMmax+S1 式中:Hzmax-支架最大支护高度,mm; Mmax-工作面最大采高,取6100mm; S1-伪顶冒落的最大厚度,取300mm。 则 Hzmax6100+2006300 mm。 b.支架最小高度 HzminMmin-S2-g-e 式中:Hzmin-
3、支架最小支护高度,mm; Mmin-工作面最小采高,取4500mm; S2-顶板的下沉量,取200mm; g -顶梁上、底座下的浮矸厚度,取50 mm; e -移架时支架回缩量,取100 mm。 则 Hzmin4500-200-50-1004150 mm。 依据以上各参数,本工作面选用郑州煤机厂液压支架工作高度41506300 mm。 顶板支护设计 (1)支护形式 工作面顶板支护选用ZY3200-13/30型掩护式液压支架。上下端头和两巷超前支护采纳液压单体支柱协作型梁架棚支护,超前支护距离均不得小于20m。 1607工作面顶板支护示意图,见附图4。 (2)支护阻力验算 依据容重计算公式: P
4、1=(n+1)hSgcos 式中:P1 工作面顶板支护须要支架的工作阻力,kN; n 动载系数1.52.0,周期来压明显时取大值,周期来压不明显时取小值。依据1607工作面顶板实际状况,这里取1.5; h 采空区顶板垮落高度,h =M /(K-1); 式中:M 最大采高,取2.9m; K 岩石碎胀系数,取1.35; 代入数据得:H = 2.9 /(1.35-1)= 8.29(m) 顶板岩石容重,取2.5 t / m3; S 支架最大控顶距时支护面积,依据实测计算取6.13m2; g 重力加速度,约9.8N/kg; 煤层倾角,取平均值5.15。 代入数据得: P1 =(1.5+1)8.292.5
5、6.139.8cos5.15 = 3100.02kN ZY3200-13/30型液压支架工作阻力为3200kN 3100.02kN 因此该型号的液压液压支架能够满意本工作面工作阻力的要求。 (3)支护强度验算 依据采高计算公式: P2 = nM9.8 式中:P2 工作面顶板支护须要的支护强度,MPa; n 顶板垮落高度为采高的倍数,一般为48倍。这里取大值8倍 M 工作面采高,取2.9m; 顶板岩石容重,取2.5t/m3; 9.8 重力加速度,9.8N/kg。 代入数据得: P2 = 82.92.59.8 = 568.4(N/m2) 0.57MPa ZY3800-15/33型液压支架支护强度为
6、0.62 MPa 0.67MPa 0.57MPa 因此该型号的液压支架能够满意本工作面支护强度要求。 九、存在问题及实行的措施 1、加强防治水工作,刚好疏通泄水孔,刚好排水。在各联络巷及12205协助运输巷之间刚好疏通排水沟。 2、加强对地面水的排放管理和防治措施。 3、DF20断层在12205回风顺槽L7测点向南23米处,和东回风斜井C7测点向东11M处揭露,在断层处没有淋水,但是在回采时要加强对巷道的维护。 4、在回采过程中出现涌水异样或有突水征兆时要刚好向地测部门反映,经地测部门调查探讨后实行相关措施。 5、二煤层干脆顶是26m厚的炭质泥岩和砂质泥岩,依据实际巷道顶板揭露状况和磁窑堡煤矿
7、开采状况(顶板接露3小时后即起先冒落)来看,要留意在回采过程中加强工作面顶板的管理。 6、12205皮带巷在1710m1733m处冒落高5.17.2m、宽度为5.3m、长度为25m,依据冒顶区状况看,有小断裂存在,在过冒落区回采时要留意顶板管理和煤厚改变。 7、在12205回风顺槽913m877m,12205皮带巷990m960m处有一上巷宽下巷窄的无煤区,底板基本稳定,顶板无煤区两端下扎。在无煤区内以砂质泥岩为主,遇水膨胀变软,回采时要特地制定平安措施进行施工。 8、工作面初采100米内可能有大的涌水状况,望在回采前做好工作面的排水打算工作。刚好做好采空区积水的疏导工作,防止排水不刚好淹到工
8、作面。 9、在回采到6号联络巷至5号联络巷之间,每隔30米要进行底煤厚度探测。 10、工作面排水至+1189m车场时如若泄水孔疏排不刚好,要导通+1189车场与+1189检修联络巷之间的水沟。 11、根据相关平安煤柱留设规定,确定枣泉连接马路为3级爱护,则新保安煤柱线在12205回风顺槽处原停采线向南96.2米处、12205皮带巷原停采线向南13.6米处。 附图1-1:煤层综合柱状图 附图1-2:工作面工程平面图 其次章:采煤方法 第一节:采煤方法的确定 一、采煤方法 1、采煤方法的确定 依据二煤赋存状况,倾角315,平均9,平均厚度8.09m,干脆顶为细砂岩,老顶为粉砂岩,较易垮落,并依据武
9、汉煤炭设计院采区设计,故采纳单一煤层走向长壁全部垮落采煤法。 一、采高的确定 1、采高的确定 12205工作面的顶板支护选用ZF7800-17/35型液压支架,其最大支护高度3.5m,最大有效支撑高度为3.2米,根据操作规程中的有关规定:其支设的最大高度必需小于支柱支设最大高度的0.1米,最小高度必需大于支柱设计最小高度的0.2米。依据工作面煤层平均厚度在8.09m,故采高确定为3.2m。 二、开采层位的确定 1、开采层位的确定: 本工作面平均煤厚8.09m,煤层赋存条件比较稳定,为了提高煤质,实行沿顶板托伪顶开采,局部顶板破裂段留设200300mm的顶煤开采,采高限制在3.2。 其次节:矿压
10、参数 一、矿压观测表 110201综采工作面属枣泉煤矿首采工作面,其回采工艺、采高都无开采二煤的工艺、采高。目前矿井无任何相邻工作面的矿压参数可以借鉴,只有在工作面回采过程中通过矿压观测收集相关的矿压参数。 第三节:支护设计 一、基本支护 1、12205综采工作面运用支撑掩护式ZFTH15000-21/38型端头支架一组(上、下两架), ZFG8000-21/38过渡架,机头、机尾各三架,ZF780017/35中间工作架167架共计174架管理顶板、采空区顶板自然冒落。 附图:12205综采工作面支护平、剖面图. 2、支架主要技术特征: 支架型号:ZF780017/35型液压支架.支架型式:四
11、柱支撑掩护式.支架高度:1.73.5m 支架宽度:1.431.59m 支架中心距:1.5m 支架初撑力:57645626KN 支护强度:0.921.02MPa 对底板比压:0.71.67MPa 适应煤层倾角:小于20 前梁上下摆角:7 支架移动步距:0.8m 推移刮板机力:272KN 移架力:431KN 操作方式:本架操作 泵站压力:31.5MPa 最大控顶距:4.94m 3、支护要求: 1)支架中心距保持1.50.1m之间,保持支架接顶严实,支架状态良好,支架垂直顶板,歪斜不得超过5。 2)支架初撑力不小于额定值的80,泵站压力不小于31.5MPa。 3)刚好按移架要求支护,下行割煤滞后左滚
12、筒1.5米打出伸缩梁,接实顶板,移架后刚好伸出护帮板,接实顶板,护住煤壁。 4、上、下端头支护: 上平安出口高度不低于1.8m ,下平安出口高度不低于1.9M,上下平安出口宽度0.7M。 1)机头布置一组(两架)ZFTH1500021/38型端头支架,交织迈步向前移动,移动步距0.6M 。 2)机头、机尾各布置ZFG8000-21/38型过渡支架三架支护。 3)当端头支架和1支架的架间距超过300mm时,支设6.0m长的木板梁一梁二柱加强支护,随支架的前移而前移,柱头必需用8铁丝与顶板上的经纬网捆绑坚固。 5、工作面上口支护: 1)工作面上口最终一台支架与回风顺槽上帮之间的空顶区: 在宽度小于
13、0.8m时,打双排戴帽点柱维护顶板.在宽度小于1.5m,大于0.8m时,以排距0.8m,柱距为0.7m,型钢梁的长度为2.2m的两组走向连锁棚子的形式维护顶板,走向连锁棚子维护顶板的长度保持在4.0m。在宽度大于1.5m时,可依据工作面走向的改变状况,增加一台液压支架维护顶板。 2)各支柱必需用14#铁丝与顶板上的钢带进行捆绑,且迎山角合格,切顶线排加设密柱,柱距不大于0.4米,封口柱与支架顶梁平齐,随工作面推动前移,不得提前回收。支柱必需支设在实底上,支柱钻底量超过100mm时必需穿底鞋。在切顶线密柱之间支设两颗戗柱,且迎塘角合格,顶板破裂时采纳小眼经纬网先护顶,再支设戴帽点柱维护顶板。 6
14、、两巷超前支护 1)回风顺槽超前支护采纳3.2m的型钢梁与单体支柱形成一梁二柱支护,上帮用DZ3.5m(2.8M)单体柱,下帮采纳DZ3.5m(2.8m)单体柱,柱距1.0m,单体支柱距上帮200mm,距离下帮200mm,柱头必需用14铁丝与顶板上的钢带进行连接,且迎山角合格。 2)胶带运输巷超前支护采纳3.8m的型钢梁与单体支柱形成一梁三柱支护,上帮用DZ3.5m单体柱,下帮采纳DZ3.5m(2.8m)单体柱,柱距1.0m,排距3.2m.距上帮200mm。 3)超前支护随工作面的推动不断前移,保证超前支护的距离不小于50m,超前支护必需成排成行。 4)回风顺槽、胶带运输巷两巷超前支护支柱初撑
15、力50KN,支柱迎山角2。 5)人工回柱时严格执行先支后回的原则,根据由里向外的依次进行,严禁控顶作业。 三、支护强度计算 1、68倍采高上覆岩石重量计算 Q=HLKN /m2; =3.284.942.4103 =303.5 KN /m2 H:68倍的采高,本规程采纳8倍采高进行计算(按最大采高3.2m计算); L:悬顶距,由于顶板随采随落,本设计采纳最大控顶距4.94米; :容重,2.4103 /m3. 2、依据容重法验算: P=HF(q+1)10 其中: P支架所需工作阻力,KN; H采空区顶板垮落高度,取5m; F支护面积,取7.41 m2; 顶板岩石容重,取2.4t/m3; q动载系数
16、(取1.3)。 经计算得:P=2045.16 KN,即工作面合理的工作阻力为2045.16kN,该面选用的支架工作阻力为7800 KN,满意支护要求。 三、支护强度校核: 依据ZF780017/35型液压支架的额定工作阻力为7800KN,每台支架有效支撑顶板面积为7.41m2,单位面积支护强度为7800/7.411052.6KN/m2,且8倍采高上覆岩来压强度为303.5 KN /m2,因此支架可以满意顶板的支护要求。 附图2-1:工作面 支护平、剖面图 第四节:回采工艺 一、回采工艺及工艺流程: (一)、回采工艺 12205综采工作面的回采工艺主要包括以下五方面的内容,即:采煤、装煤、运煤、
17、支护、采空区处理,现叙述如下: 1.采煤、利用采煤机进行采煤。 2.装煤、利用采煤机协作刮板机装煤。 3.运煤、利用刮板机、装载机、皮带等联合运输。 4.支护、12205综采工作面的支护实行ZF780017/35型液压支架刚好支护。 5.采空区的处理方法、全部跨落法。 (二)、工艺流程 1、工艺流程图:采煤机下行割煤 拉架 采煤机上行空刀清浮煤 移刮板输送机 上部斜切进刀 下行割煤。 2、各工序影响范围和平安距离: A:割煤:斜下方15m范围内任何人不能在架前作业、逗留。 B:移架:上、下相邻支架及本架范围内不得有人穿行或进行与移架无关的工作。 C:推溜:返机时滞后采煤机15m以上。 第五节:
18、落煤方法 一、落煤方法:机械落煤 1、进刀方式及切割方式 (1)进刀方式 采纳机尾斜切进刀方式,工作面的上口由采煤机自开,斜切进刀段长35m,其中直线段长20m,弯曲段为15m。如图所示: 切割方式:采煤机下行割煤, 右滚筒割顶煤,左滚筒割底煤,行至工作面刮板机头割通煤壁,将右滚筒降下割底煤.反向将采煤机机身部底煤割尽,空刀上返清理浮煤,行至上部刮板机弯曲段,采煤机左滚筒上升割顶煤, 右滚筒割底煤,斜切进刀,待采煤机进入直线段后,将刮板机推直,采煤机割透煤壁后,将左滚筒降下割底煤,右滚筒升起割顶煤,采煤机下行起先下一个循环割煤.(2)割煤方式 1)割煤:本工作面落煤运用MG900/1130-W
19、D型双滚筒摇臂调高式采煤机,无链牵引、依靠滑靴和滚轮与工作面刮板运输机齿条协作骑在工作面刮板机上行走。 2)割煤方式:采纳单向割煤方式,即采煤机下行割煤,上行空刀清浮煤,在工作面来回一次为一个循环,每刀截深为0.8m。 二、煤质及煤炭回收 1、提高煤质的要求 灰分、含矸率、水分均执行矿下达的月度煤质安排。 2、提高煤质的措施 1)采煤机司机要严格限制采高,严禁破干脆顶开采。 2)若遇顶板破裂,漏矸严峻时,要超前带压移架,有效限制顶板。 3)工作面如发觉有长、宽超过450mm的矸石,看闭锁键工必需在矸石进入破裂机前,闭锁刮板输送机和转载机,从转载机中将大块矸石拣出,最终清理到采空区。 4)假如工
20、作面有直径超过500mm,长超过1500mm的大块矸石,必需在工作面进行人工处理,打碎后检出扔到支架尾梁下面。 5)架间若有漏矸,不准将架间的矸石清到溜子上,必需清放在支架尾梁下,同时,要刚好调整架间距。 6)严格执行停机必需停水的制度。 7)预留200mm的顶煤开采,防止伪顶脱落。(制定专项平安技术措施) 8)在工作面的防尘水的管理方面必需在保证正常的防尘的同时必需严格限制水压和水量。尽量削减原煤的水分,停机时必需停水。 9)胶带运输巷的水沟要保证畅通,转载机机尾不得卷水。 第三章、顶板管理 第一节、工作面顶板管理 一、矿压参数及分析资料 1、12205综采工作面无相像条件工作面矿压参数可以
21、参照。 2、分析资料: 12205综采工作面,伪顶为碳质泥岩,干脆顶为煤线和碳质泥岩,在回采中伪顶、干脆顶随采随落, 本工作面采纳的放顶煤式ZFTH15000-21/38型端头支架一组ZFG8000-21/38过渡架,机头、机尾各3 架,ZF780017/35中间架167架,12205综采工作面共计174架进行工作面顶板支护,采空区顶板自然冒落。因此在回采过程中必需确保泵站压力,必需将支架升紧升平,接实顶板,并刚好打出伸缩梁、打开护帮板,调整支架架间距,削减空顶面积。防止片帮、冒顶的发生。 3、矿压观测 为了进一步摸清二煤的矿压显现规律,为下一步的开采供应相应的技术参数和分析探讨液压支架工作的
22、状况,并为了平安生产和今后支架选型供应科学依据.工作面采纳远红外智能监测系统,设5处观测点对顶板压力进行矿压观测,风、胶带运输巷采纳十字布桩法对顶板进行观测,并建立健全相应的管理制度,设专人定期收集数据,进行数据分析处理。并依据观测的结果,进行分析,特别状况下必需编制专项措施进行处理。 其次节:移架方法 一、工作面移架方法、依次、平安技术措施 (1)移架: 支架的工作方式采纳刚好支护方式,支架的移架方式为单架依次依次移架。下行割煤距采煤机右滚筒3m将支架护帮板和伸缩梁收回.采煤机割煤后距采煤机右滚筒1.5m伸出伸缩梁,距采煤机左滚筒35m起先移架,移架到位后,刚好打出护帮板护实煤壁,以防片帮.
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