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