【正文】 變形量”工作狀態(tài)，它既要求支架有一定的支撐能力，既能承受直接頂離層巖石的“給定載荷”，并防止頂板來壓時工作面切頂；又要要求支架有一定的可縮性，適應老頂破壞沉陷時的“給定變形”，木支柱、剛性支柱、金屬磨擦支柱都不能完全滿足這些要求，單體液壓支柱則是實現(xiàn)了既有一定的承載能力，有能保證在一定承載能力下有一定可縮性的先進的支護方法。直接頂厚度按計算，M為煤層采高，KP為直接頂巖層的碎脹系數(shù)。但礦井支護技術落后，回采工作面基本采用木支柱，安全狀況不佳，嚴重制約礦井的生產(chǎn)能力的提高，迫切需要進行回采工作面支護的改革。第二節(jié) 項目建設的必要性XX煤礦位于XX縣正西方向，距XX縣直線距離9km；屬XX縣草塘鎮(zhèn)，隸屬XX縣煤炭工業(yè)局管轄。但是，煤礦設計生產(chǎn)能力較小，回采工藝和回采工作面支護含量較低，制約了煤礦的發(fā)展。表211 貴州省分行業(yè)煤炭消費現(xiàn)狀及預測表 單位：萬t煤炭消費量1999年2010年2015年84509150原煤洗煤焦炭電力行業(yè)54506050建材行業(yè)700750冶金行業(yè)550600化工行業(yè)650750城鄉(xiāng)生活用煤00400300其他700700損失量42與此同時，貴州省地方中小型煤礦仍在大量使用木支護進行工作面支護，嚴重制約了中小型煤礦的發(fā)展，安全狀況亦不理想。據(jù)貴州省經(jīng)貿(mào)委提供的消息，今年貴州省電煤需求量約4500萬噸。貴州磷、煤、鋁、鐵等礦產(chǎn)資源豐富，以電力為依托發(fā)展優(yōu)勢原材料產(chǎn)業(yè)具有得天獨厚的優(yōu)勢。XX煤礦現(xiàn)有回采工作面采用木支護，支護方式較為落后，安全狀況不好，迫切需要改變回采工作面支護方式。煤種為肥煤。礦井年設計生產(chǎn)能力6萬t，設計主采煤層1層（為D煤層）。但是許多煤礦的采煤方法、回采工藝和支護的技術含量低，其采面多采用木柱和金屬摩擦支柱為主，巷道、采面頂板事故時有發(fā)生。頂板仍是煤礦安全生產(chǎn)的主要隱患。建國以來，特別是進入21世紀以來，隨著支護和防冒頂技術的深入發(fā)展，新技術、新材料、新工藝、新設備的不斷使用，礦井支護技術取得了令人矚目的成就，技術面貌發(fā)生了巨大的變化，獲得了良好的技術經(jīng)濟效果。*省XX縣XX鎮(zhèn)XX煤礦采面支護改革可行性研究 第25頁前 言我國是世界上采礦最早的國家之一。但是隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展以及對煤炭資源需求的增大，煤礦開采及建設速度的加快，也暴露出部分煤礦業(yè)主只追求經(jīng)濟效益而忽視安全投入和技術投入的不足，從而帶來了一系列安全事故。表一： 2005年煤礦事故類別表事故類別起數(shù)同比(%)占起數(shù)%死亡人數(shù)同比(%)占人數(shù)%總 計521837頂 板288332瓦 斯85311機電運輸102103水 害2165其 它252630貴州省XX縣煤炭資源豐富。因此迫切需要進行工作面、采面支護改革，積極創(chuàng)造條件推廣煤礦支護新技術，規(guī)范頂板安全管理，以杜絕頂板事故的發(fā)生。煤層傾角15176。煤炭保有儲量 萬t，服務年限約 年。外注式液壓支柱配合鉸接頂梁支護具有：初撐力大，升阻快的特點，一般初撐力為70—100kN以上，而木支柱僅為5—20kN，而且液壓支柱達到工作阻力的時間比木支柱快2—5倍；恒阻承載波動小，工作可靠，單體液壓支柱一般為5—10%，木支柱為40—70%，因此，相同地質(zhì)條件下，液壓支柱工作面的頂板下沉量比木支柱工作面減少50—80%，減少了頂板的下沉離層，工作面的端面頂板破碎度減小，有效地控制了頂板；操作簡便，安全可靠的單體液壓支柱的支柱和回柱效率比木支柱高二倍（木料基本不回收），回柱可遠距離操作，工傷事故成倍減小。然而，隨著新建火電機組大量投產(chǎn)，貴州煤炭產(chǎn)量的增長并未使省內(nèi)電煤供應緊張局面得到緩解。在全省煤炭產(chǎn)需銜接會上，有關部門對省內(nèi)電廠發(fā)電5500小時（機組設計利用小時數(shù)）以內(nèi)的電煤需求量3597萬噸已下達了指導計劃。我國煤礦自上世紀九十年代開始推廣采煤工作面使用液壓支柱支護采場。2005年，全省煤礦發(fā)生的事故中，%，頂板事故死亡人數(shù)仍為最多。礦區(qū)由 個拐點坐標圈定。一、支護改革的必要性 科學支護的需要根據(jù)回采工作面頂板破壞、運動規(guī)律和礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，認為采場支架有兩種特定的工作狀態(tài)，即“給定載荷”工作狀態(tài)和“給定變形”工作狀態(tài)?！敖o定變形量”（圖2所示），直接頂跨落后不能充填滿采空區(qū)時，老頂破壞后沉陷，壓于直接頂之上，對于工作面有直接影響，但老頂?shù)目缏溆质怯邢薜?，前端在煤壁和支架上方，后端受冒落矸石的限制，并由前方未破壞老頂和后方已跨落老頂?shù)乃綌D壓形成平衡。根據(jù)XX煤礦老系統(tǒng)及各巷道布置的層位及圍巖的穩(wěn)定狀況，礦井應合理選擇支架類型，利用合理的施工工藝，選用合理的斷面形狀。安全生產(chǎn)的需要使用木材進行采面支護為被動支護，只有當巷道圍巖產(chǎn)生變形后，才能提供支撐力。頂板事故死亡人數(shù)仍為最多，%。環(huán)境保護的需要根據(jù)貴州省六盤水市政府統(tǒng)計，采用木支護，煤礦每生產(chǎn)1萬t煤炭將消耗80—90m3坑木，2000年—2004年消耗坑木10萬m3/a，說明坑木消耗量非常大。礦山有簡易公路相通，交通較為方便（見交通位置示意圖131）。三、地質(zhì)構造及煤層特征地層礦區(qū)區(qū)域地形有震旦系、二疊系、三疊系及零星分布的白堊系、老第三系和第四系，其中的寒武系和三疊系分布最廣，次為二疊系。厚度大于150m。第二段（P2w2）：灰至灰色中至厚層燧石結核灰?guī)r，底部為層厚4～10m的深灰色中厚層生物灰?guī)r，本段厚56～90m。第一段（T1y1）：灰綠色、紫紅色頁巖，偶夾薄層灰?guī)r。厚度大于130m。即D煤層，含煤段平均厚度25m，%。根據(jù)其巖石及煤層頂?shù)装逄匦?，使用單體液壓支柱支護能夠滿足采場的支護要求。每根單體支柱的工作阻力為P支=F第二章 技術來源、工藝特點、技術關鍵及對煤礦安全、技術進步的重要意義和作用支護工藝特點(1) 回采工作面的支護工藝回采工作面的支護工藝經(jīng)歷了重大的技術改革，經(jīng)歷了木支柱、磨擦支柱、單體液壓支柱和液壓支架階段，在頂板管理技術上，由傳統(tǒng)的密集支柱、堆柱、叢柱等切頂支柱，發(fā)展到分段密集、切頂，在堅硬頂板工作面采用液壓切頂支柱，在采場端頭支護上采用11工字鋼梁、T型鋼梁等支護方法，這些支護技術改革有利地促進了回采工作面單產(chǎn)的提高，安全狀況同時有了較大改觀。 d——單體鉆底量，m如果在直接頂與煤層中存在隨采隨落的偽頂，支柱的高度還應考慮偽頂厚度c，本礦頂板為灰?guī)r，可不考慮偽頂影響，由于本礦煤層底板較硬， 即為：Hmax=Mmax+c－b+I+d=+0－+0+=2）支柱的最小高度應適用于放頂前支柱高度，為了便于回收液壓支柱，使支柱不致壓死，按普通采煤管理辦法的規(guī)定，應留有100mm伸縮余量，則：Hmin=Mmin－s－b－a+c+d=－－－+0+=式中：Mmin——工作面最小采高，m； s——頂板在最大控頂處平均最大下沉量，m： a——支柱卸載高度（一般≥），m：頂板在最大控頂處平均下沉量，應根據(jù)同一煤層開采的實測資料確定。采用DZ18—30/100型外注式單體液壓支柱與HDJA1000型金屬鉸接頂梁配合控制頂板，支架布置形式為齊梁齊柱，“三、四”排管理，作業(yè)方式為“三八”制，工作面端頭采用四組八梁交錯邁步前移維護頂板。井田走向長約 m，傾向約 m。該礦“六證”齊全，安全管理較強。支柱參數(shù)：支柱的額定阻力300kN，最大支撐高度1800mm，最小支撐高度1110mm，伸縮行程690mm，初撐力118～157kN，泵站壓力15～20Mpa，油缸直徑100mm，底座面積109cm2，無液時36kg。水源、電源本礦生活用水和生產(chǎn)用水可取致附件泉水及處理后的井下水。技術經(jīng)濟分析（1）年銷售收入：6萬噸200元/噸=1200萬元；（2）年生產(chǎn)成本：6萬噸115元/噸=690萬元；（3）年稅費總額：6萬噸45元/噸=270萬元；（4）利潤總額：1200－690270=240萬元。第六章 環(huán)境保護、安全生產(chǎn)、生產(chǎn)技術標準第一節(jié) 環(huán)境保護根據(jù)統(tǒng)計資料分析，采用炮采工藝單體液壓支柱支護采場，萬噸坑木消耗將降低80m3/萬t左右，單體液壓支柱一般可使用7～8年，以年產(chǎn)6萬t計，可節(jié)約240m3坑木/年。支柱不得打在浮煤、矸上，遇底板松軟時要穿柱鞋，支柱必須立于實底，且迎山有勁，吃勁有力。遇有需改動的柱子，必須嚴格執(zhí)行“先支后回”的原則。柱子升緊前，要將