小河嘴煤礦高效薄煤層成套裝備液壓支架的研制與應用

第 3 4卷第 2 期 Vo 1 ． 3 4 No ． 2 企 業技術 開發 TECHNOLOGI CAL DEVELOPMENT OF ENTERPRI S E 2 0 1 5 年 1 月 J a n ． 2 0 1 5 小河嘴煤礦高效薄煤層成套裝備液壓支架的研制與應用 陳小 靈 ， 劉忠文 。 劉小 強 ， 霍人 中 ， 張世源 ( 達竹煤電集團 小河嘴煤礦， 四川 達州 6 3 5 0 0 0 ) 摘要： 液壓支架是綜采工作的主要設備之一， 文章以小河嘴煤礦礦井為工程背景， 經過理論計算及現場試驗。 最終研制出適合達竹 公司地質條件~ J Z Y 3 2 0 0 ／ 6 ． 5 ， l 5 D 液壓支架， 成功實現薄煤層高產高效開采。 關鍵詞： 綜采支架； 薄煤層； 研究 中圖分類號： T D 3 5 5 ． 4 文獻標識碼： A 文章編號： 1 0 0 6 — 8 9 3 7( 2 0 1 5 ) 0 2 — 0 0 9 2 — 0 1 四川煤炭產業集團達竹公司煤層厚度普遍在0 ． 5 — 1 ． 2 in 之 間， 大部分煤層厚度僅在0 ． 5 ～ 0 ． 7 i n 。 薄( 極薄) 煤層的開采一直受到煤層采高的限制， 長期以 來都只能依靠密集勞動來組織生產， 工作面一直處于產量低、 效率低、 職工勞動強度大的局面 ， 因此研制適應達竹礦 區薄 煤層賦存條件的新型支架對于我公 司實現安全高效生產至 關重要 。 1 達竹公司小河嘴煤礦煤層賦存情況 達竹公司小河嘴煤礦K 2 4 、 K 2 3 、 K 2 2 、 K 2 1 煤層為區內主要 可采煤層， K 2 4 煤層可采厚度1 ． 3 8 — 0 ． 4 0 i n ， 一般0 ．6 4 IT I 煤層頂板 多 為淺灰 色細 中粒砂 巖 ； K 2 3 煤層煤 層可采 厚度0 ． 8 2 ～ 0 ．4 1 m， 一 般0 ． 5 2 I T I 。 煤層頂板為深灰色粉砂質泥巖； K 2 2 煤層可采厚度 1 ． 2 4 ～ 0 ．4 0 m， 一般0 ．5 8 i n 。 煤層頂板為深灰色粉砂質泥巖； K 2 1 煤層可采厚度1 ． 3 5 ～ 0 ． 4 1 m， 一般為0 ． 6 5 n l 。 煤層頂板為深灰色 粉砂質泥巖 。 2 液壓支架架型確定 根據小河嘴煤礦礦井地質情況及技術條件， 按照綜合評分 法確定Z Y 3 2 0 0 ／ 6 ． 5 ／ 1 5 D 液壓支架架型 ， 所得結論如下。 ①在薄煤層條件下， 支架下方的工作空間很小， 推溜移架 的工作場所不能有人員活動， 只能采用鄰架控制完成， 但支架 需要過架的管線較多， 占用行人空間且極易損壞， 動作精度不 高， 操作時間長。 電液集中自動控制技術雖然設備投資大， 但可 以自動控制液壓支架的動作 ， 而且可以實現鄰架及遠程控制液 壓支架， 依次完成推溜移架工作， 占用工作面空間小， 還可通過 對工作面液壓支架進行監控 ， 使液壓支架與其它采煤設備相配 合， 實現高效采煤。 故Z Y 3 2 0 0 ／ 6 ． 5 ／ 1 5 D 液壓支架為電液集中自動 控制 。 ②小河嘴煤礦頂板屬 Ⅱ類，適宜采用二柱支頂式掩護液壓 支架。 工作面的煤厚為0 ． 4 1 — 1 ． 3 8 I l l ， 適宜選用最小采高在0 ． 9 m 以下 的架 型 ， 故Z Y 3 2 0 0 ／ 6 ． 5 ／ 1 5 D 支架 高度確 定在0 ． 6 5 ～ 1 ． 5 m的 范圍。 ③頂梁a 型， 即整體結構的頂梁， 當直接頂為破碎不穩定的 頂板 ， 整體頂板護頂有些困難 ， 但我礦類似的工作面比較少 ， 加 強管理也完全可以使用 ， 所以Z Y 3 2 0 0 ／ 6 ． 5 ／ 1 5 D 液壓支架為整體 頂梁支架 。 作者 簡 介 ： 陳小靈( 1 9 6 4 一 ) ， 男， 重慶 忠縣人 ， 大學本科 ， 高級工程 師， 研 究方向： 采掘 。 3 液壓支架額定工作阻力的確定 礦壓監測分析表明礦井工作面直接頂初 次垮落步距 8 ～ 1 2 i n ， 平均1 0 m； 老頂初次來壓步距約2 1 ～ 2 3 i n ， 平均2 2 IT I ； 周 期來壓步距約7 — 1 5 n l ， 來壓強度及顯現均不強烈。 故支護強度 計算如下 ： Q ： ( 一 3 ． 6 + 5 ． 8 M+ I ． 4 L + 3 ． 6 R) ／ 1 0 0 =( 一 3 ． 6 + 5 ． 8 x 1 ． 1 + 1 ． 4 ~ 1 5 + 3 ． 6 x 5 ． 0 ) ／ 1 0 0 ( 1 ) =0．41 8 MPa 式( 1 ) 中： M為采高， 取最大采高1 ． 1 m； L 為周期來壓步距， 取最大值1 5 m； R 為最大控頂距 ， 5 ． 0 m。 根據支護強度確定支架工作阻力： q = Q x b x B c ／ c o s a ( 2 ) 式 ( 2 ) 中 ： q 為為支架工作阻力， k N； b 為支架中心距 ， 取1 ． 5 m； a 為液壓支架立柱與垂線夾 角 ， 1 4 ． 9 。3 8 ． 7。 。 B c 為支架控頂距 ， 取4 ． 1 ～ 5 ． 0 I l l 則 ： q = 2 1 0 7 ～ 3 0 4 3 k N 綜合實際觀測和計算結果， 考慮到支架在生產過程中的 安全性 、 可靠性 ， Z Y 3 2 0 0 ／ 6 ． 5 ／ 1 5 D液壓支架的工作阻力定為 3 2 0 0 kN。 4 液壓支架其它參數確定 ①工作面配套截深8 0 0 m i l l ， 為了保證截深和有效的移架 步距， 支架的推移千斤頂的行程定為8 6 0 m m， 采取 1 2 5 m m倒 裝千斤頂， 推移桿為整體剛性長推桿 ②支架配備 自動噴霧系統 ， 采煤機通過時自動噴霧， 頂梁 前端預留兩處內嵌式噴霧位置。 ③底座后端設置底調千斤頂， 前端設置輸送防滑千斤頂。 ④頂梁前端側面預留安裝膠皮管位置， 以防止架間漏矸。 5 液壓支架的現場試驗情況 Z Y 3 2 0 0 ／ 6 ． 5 ／ 1 5 D 液壓支架在小河嘴煤礦4 0 2 6 ( 2 1 ) 工作面 進行 了工業性試驗 ， 試驗情況如下 ： ①支架的工作阻力在不同區間的頻率分布大多為正態分 布 ， 最大分布區間在2 5 ～ 3 5 MP a ， 占了大約6 0 ％， 3 2 ( 下轉第9 6 頁) 企 業 技 術 開 發 2 0 1 5 年 1 月 9 6 ． 9 ％以上。三大企業2 0 1 2 年都超額完成任務。 2 0 1 2 年的升級 工程三門變至小河工業區1 0 k v 線路建成投運， 加快了三門鎮 寶玉石加工區建設 ， 引導產業向集中區集聚 ， 推動產業集聚發 展， 提高集中區總體質量； 瓢里新工業園區坐落在3 2 1 國道旁 ， 擁有得天獨厚的優勢。 為大力配合工業園區的建設， 龍勝電業 公 司抓住 了2 0 1 0 年農 網改造 升級工程契機 ， 新建 了3 5 k V T ． 業 園區簡易變和兩條園區1 0 k v