貴州省某煤礦采面支護(hù)改革可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)
2024-07-15 16:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、 ，全部跨落法管理頂板。 支護(hù)選型及支護(hù)密度計(jì)算 工作面選用 DZ1830/100 型單體液壓支柱和 HDJA1000 型鉸接頂梁配合使用。 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，額定工作液壓 ，初撐力 118～ 157kN， 泵站壓力 15～ 20Mpa，油缸直徑 100mm，底座面積 109cm2， 支柱有液時(shí)質(zhì)量 ， 無(wú)液時(shí) 36kg。 每根單體支柱的工作阻力為 P 支 =F n=300 =270kN 式中： n—— 支柱時(shí)間利用系數(shù)，取 ； F—— 單體液壓支柱額定工作阻力， kN； 單位面積頂板壓力 W 為： 2/ 5 mkNMkW ??????? ? 式中： k—— 采高系數(shù)，一般為 6～ 8 倍采高，取 8 倍采高計(jì)算； ? —— 頂板巖石容重， ； M—— 最大采高 ； 工作面支護(hù)密度確定： 貴州省 XX 縣 XX 鎮(zhèn) XX 煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 9 頁(yè) ①最大控頂距為 Lmax=，工作面斜長(zhǎng) L=60m，最大控頂面積 Smax=LmaxL= 60=252m2 最大控頂時(shí)支柱的數(shù)目 338)( a x)(m a x ????? BaLN根 最大控頂支柱密度 2/252338m a xm a xm a x mSND 根??? 式中： a—— 工作面柱距； Nmax—— 最大控頂距時(shí)支柱數(shù)； Bmax—— 最大控頂距時(shí)控頂面積； L—— 工作面斜長(zhǎng)； Smax—— 最大控頂距時(shí)控頂面積； Lmax—— 工作面最大控頂距； Dmax—— 采場(chǎng)最大控 頂支柱密度； ②最小控頂距時(shí)， Lmin=，工作面斜長(zhǎng) 60m Smin=Lmin L= 60=192 最小控頂距時(shí)，支柱數(shù)目 根263)( a x)(m a x ????? BaLN 最小控頂距時(shí)，支柱密度 2/ inm in mSND 根??? ③支柱載荷計(jì)算 最大控頂距時(shí)，支柱載荷量 根大 / a x kNd WP ??? 最小控頂距時(shí)，支柱載荷量 根小 / i n kNd WP ??? ④比較 P 大 =P 小 =， P 支 =270kN/根 即 P 支 ＞ P 大 ＞ P 小 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果表明：每根單體支柱的額定工作阻力，大于實(shí)際支柱的載荷力，因此在采煤工作面采用單體液壓支柱比較可行。 貴州省 XX 縣 XX 鎮(zhèn) XX 煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 10 頁(yè) 第二章 技術(shù)來(lái)源、工藝特點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵及對(duì)煤礦安全、 技術(shù)進(jìn)步的重要意義和作用 支護(hù)工藝特點(diǎn) (1) 回采工作面的支護(hù)工藝 回采工作面的支護(hù)工藝經(jīng)歷了重大的技術(shù)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(shù)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(jiān)硬頂板工作面采用液壓切頂支柱，在采場(chǎng)端頭支護(hù)上采用 11工字鋼梁、 T 型鋼梁等支護(hù) 方法，這些支護(hù)技術(shù)改革有利地促進(jìn)了回采工作面單產(chǎn)的提高，安全狀況同時(shí)有了較大改觀。 單體液壓支柱有外注式 DZ 和內(nèi)注式 NDZ，由于內(nèi)注式操作時(shí)初撐力不穩(wěn)定和不便于檢修，目前普遍采用外注式單體液壓支柱。 單體液壓支柱規(guī)格的選擇 支柱規(guī)格的選擇，主要依據(jù)支柱在開(kāi)采煤層使用時(shí)需要達(dá)到的最大高度和最小高度。 1）支柱的最大高度 Hmax=Mmax－ b+c+I+d 式中： Mmax—— 工作面最大采高， m； b—— 頂梁厚度， m； I—— 為了避免支柱在完全抽出狀態(tài)下工作，預(yù)留的活柱富裕行程， 一般為 100mm。 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(yīng)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，單體鉆底量可以考慮為 即為： Hmax=Mmax+c－ b+I+d=+0－ +0+= 2）支柱的最小高度 應(yīng)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(yīng)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： 貴州省 XX 縣 XX 鎮(zhèn) XX 煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 11 頁(yè) a—— 支柱卸載高度（一般≥ ）， m： 頂板在最大控頂處平均下沉量，應(yīng)根據(jù)同一煤層開(kāi)采的實(shí)測(cè)資料確定。也可以采用估算方法，即： mRMS ??????? ? 式中： ? —— ～ ； R—— 最大控頂距； 單體液壓支柱在工作面的布置 單體液壓支柱工作面支護(hù)方式和鉸接頂梁的布置形式 有齊梁齊柱、錯(cuò)梁齊柱和錯(cuò)梁錯(cuò)柱等，但一般要求梁長(zhǎng)要和循環(huán)進(jìn)度、放頂步距等長(zhǎng)，目前回采工作面普遍采用的布置方式是齊梁齊柱和錯(cuò)梁齊柱兩種，見(jiàn)圖 3。 圖 3 工作面支架布置形式 戴帽點(diǎn)柱 齊梁齊柱I I I II I I I錯(cuò)梁齊柱I II I 回采工作面端頭支護(hù) 貴州省 XX 縣 XX 鎮(zhèn) XX 煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 12 頁(yè) 經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，根據(jù)工作面開(kāi)采條件，采用多種支護(hù)方式，如使用工字鋼梁、型鋼梁、鉸接頂梁焊接、十字頂梁和滑移頂梁等組成大棚，來(lái)控制工作面端頭大面積懸露頂板，有效地解決了回采工作面端頭支護(hù)問(wèn)題，基本形式如圖 4 所示。 運(yùn)輸平巷最小控頂距運(yùn)輸平巷最大控頂距 圖 4 工作面端頭支護(hù) 生產(chǎn)工藝選擇 根據(jù) XX 煤礦工作面的實(shí)際情況，采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，全部跨落法管理頂板，放炮落煤。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，最大控頂距 ，最小控頂距 ，放頂步距 ，作業(yè)方式為“三八”制，工作面端頭采用四組八梁交錯(cuò)邁步前移維護(hù)頂板。見(jiàn)采礦方法圖。 貴州省 XX 縣 XX 鎮(zhèn) XX 煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 13 頁(yè) 第三章 建設(shè)方案、地點(diǎn)、規(guī)模 依據(jù)貴州省國(guó)土資源廳頒發(fā)的采礦許 可證，證號(hào)： ，礦區(qū)范圍由 個(gè)拐點(diǎn)圈定（見(jiàn)下表）。面積約 km2。井田走向長(zhǎng)約 m，傾向約 m。 拐點(diǎn) X Y 1 開(kāi)采深度： +1150～ +850m 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 6 萬(wàn) t/a。可采煤層傾角 15～ 20176。 ，采用炮采工藝，傾斜長(zhǎng)壁采煤法，采用木支柱支護(hù)采場(chǎng)，詳見(jiàn)采礦方法圖。該礦“六證”齊全，安全管理較強(qiáng)。因此，在該礦作為支護(hù)改造的一個(gè)試點(diǎn)礦井。故投資裝備單體液壓支柱配合鉸接頂梁支護(hù)采場(chǎng)。 第四章 設(shè)備選型及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) XX 煤礦回采工作面選用 DZ18— 30/100 型單體液 壓支柱配合鉸接頂梁使用，乳化液泵站選用 XRB2B80/200 乳化泵，兩泵一箱。 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，額定工作液壓 ，初撐力 118～ 157kN，泵站壓力 15～ 20Mpa，油缸直徑 100mm，底座面積 109cm2，支柱
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