【正文】 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。礦井回采工作面支護現(xiàn)以木支護為主。隨著礦井服務年限的延長，維修量逐年增加，且隨著開采深度的增加，巷道圍巖壓力越來越大，木支護巷道斷面越來越小，嚴重影響礦井通風和運輸，制約了礦井產量，安全工作也受到制約與威脅。但此時，巷道圍巖已經(jīng)遭到破壞。2005年貴州省煤礦各類事故種，頂板事故發(fā)生次數(shù)所占比例很大，%。頂板仍是煤礦安全生產的主要隱患。為此，近年來在煤礦積極推廣下，取得明顯的支護效果。大量木材的消耗，伴隨森林資源的過渡砍伐破壞，導致地表水土流失加劇，環(huán)境問題更趨于惡化。第三節(jié) 項目建設的可行性一、礦井地理位置XX煤礦位于XX縣東北方向，距XX縣直線距離11km，距草塘鎮(zhèn)約8km，屬XX縣草塘鎮(zhèn)，業(yè)務隸屬XX縣煤炭工業(yè)局管轄。礦區(qū)由 個拐點坐標圈定。最高海拔標高+ m，最低海拔標高+ m，最大高差 m，全區(qū)地形主要為斜坡、沖溝、陡巖。由于黔中的隆起，缺失了志留系—石炭系及侏羅系。由老至新分述如下：1）棲霞組和茅口組（P1q+m）：下部為深灰色中至厚層泥晶灰?guī)r、燧石灰?guī)r；上部為灰至淺灰色厚層及塊狀泥晶至粉晶灰?guī)r。2）吳家坪組（P2w）根據(jù)巖性可將該組巖層劃分為五段第一段（P2w1）為含煤段。含煤1層，厚16～32m。第三～五段（P2w3～P2w5）：灰至深灰色中至厚層灰色中厚層泥晶灰?guī)r，底部互層，底部為粉晶灰?guī)r，厚134～159m。4）夜郞組（T1y）：根據(jù)巖性分為兩段。厚50～60m。5）茅草鋪組（T1m）：淺灰、紫灰色厚層粉晶灰?guī)r，縫合線發(fā)育，上部夾少量白云質灰?guī)r。6）第四系（Q）黃色、黃褐色浮土及坡積物，厚0～10m。煤層1）含煤性：二疊系上統(tǒng)吳家坪組，自下而上分為三段，僅第一段含煤，本礦區(qū)內僅含一層煤。2）含煤層的穩(wěn)定性根據(jù)煤礦采礦工程的觀察結果，煤層連續(xù)性總體偏好，厚度稍有變化，部分地段變薄或增厚，屬較穩(wěn)定煤層，為全區(qū)可采煤層。）密 度（t/m3）穩(wěn)定性頂?shù)装鍘r性頂板底板D1～簡單18較穩(wěn)定深灰色中厚層灰?guī)r灰白色粘土巖四、支護改革可行性分析技術分析XX煤礦采掘活動集中于D煤層，巖性為砂質粘土巖、硅質巖、硅質灰?guī)r、泥灰?guī)r，厚約為15～20米。選型計算結果如下：XX煤礦D106采煤工作面，工作面斜長60m，采用二班生產一班準備二采一準的循環(huán)作業(yè)方式，采用3—4排控頂，排距、全部跨落法管理頂板。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。n=300=270kN式中：n——支柱時間利用系數(shù)，； F——單體液壓支柱額定工作阻力，kN；單位面積頂板壓力W為：式中：k——采高系數(shù)，一般為6～8倍采高，取8倍采高計算； ——頂板巖石容重，； M——；工作面支護密度確定：①最大控頂距為Lmax=，工作面斜長L=60m，最大控頂面積Smax=LmaxL=60=192最小控頂距時，支柱數(shù)目最小控頂距時，支柱密度③支柱載荷計算最大控頂距時，支柱載荷量最小控頂距時，支柱載荷量④比較P大=P小=，P支=270kN/根即P支＞P大＞P小根據(jù)以上計算結果表明：每根單體支柱的額定工作阻力，大于實際支柱的載荷力，因此在采煤工作面采用單體液壓支柱比較可行。單體液壓支柱有外注式DZ和內注式NDZ，由于內注式操作時初撐力不穩(wěn)定和不便于檢修，目前普遍采用外注式單體液壓支柱。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，預留的活柱富裕行程，一般為100mm。也可以采用估算方法，即：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方式和鉸接頂梁的布置形式有齊梁齊柱、錯梁齊柱和錯梁錯柱等，但一般要求梁長要和循環(huán)進度、放頂步距等長，目前回采工作面普遍采用的布置方式是齊梁齊柱和錯梁齊柱兩種，見圖3。圖4 工作面端頭支護生產工藝選擇根據(jù)XX煤礦工作面的實際情況，采用走向長壁后退式采煤法，全部跨落法管理頂板，放炮落煤。見采礦方法圖。面積約 km2。拐點XY1開采深度：+1150～+850m設計生產能力6萬t/a。采用炮采工藝，傾斜長壁采煤法，采用木支柱支護采場，詳見采礦方法圖。因此，在該礦作為支護改造的一個試點礦井。第四章 設備選型及主要技術經(jīng)濟指標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。乳化液泵站技術參數(shù)：公稱壓力20Mpa，公稱流量80L/min，電機功率37kw，轉速1470r/min，外形尺寸1928760935mm(長寬高)，配套液箱型號XRXTA(B、C)，質量1200kg。XX煤礦主采煤層原煤煤質特征表5—1—1煤層各項指標水分M（%）灰分Ad（%）揮發(fā)分Vadf（%）全硫Std（%）發(fā)熱量(MJ/kg)牌號D～～～～肥煤交通條件XX煤礦距326省道約1km，礦山有簡易公路相通，交通較為方便。礦井供電一回路引自草塘鎮(zhèn)10kv變電所，另一回路引自 kv變電所。根據(jù)對市場的調查，原煤目前售價為：200元/噸（含稅費）。評價礦井井型6萬噸/a，工期8個月。投資回收期約3個月(不含建設期，使用單體支柱后每朋多生產300噸的利潤)，綜上所述，礦井建設工期短、經(jīng)濟、社會效益顯著。第二節(jié) 安全生產一、支護要及時支護，支柱必須嚴格按照作業(yè)規(guī)程規(guī)定的柱距、排距及迎山角度進行。支柱時要嚴格執(zhí)行“敲幫問頂”制度，遇有松動的浮煤、矸，要及時找掉摘除后，方可進行支護工作。遇有特殊地質變化如斷層、褶皺，頂板不平整等情況時，另補充專門措施。支柱時必須保護好電纜及乳化管路，嚴禁將支柱支在這些線、管上。支柱時，必須使絞接頂梁與頂板吻合，防止支柱偏心承載，倒柱傷人。1支柱時要兩人配合作業(yè)，一人將支柱對號入座，支在實底或柱鞋上，并抓好支柱手把，扳動注液槍手把升柱（注液槍插入閥嘴前，應先用注液槍沖洗閥嘴），另一人查看頂板，扶好頂梁和水平銷，防止水平銷從頂梁卸口掉下傷人。1支柱時要將單體柱三用閥嘴朝向工作面下部，支柱不得打在兩頂梁絞接處，支柱初撐力不得小于60kN。1嚴禁使用漏液或失效的支柱，禁止用不正當手段處理漏液的三用閥。1工作面?zhèn)溆脝误w必須打在切頂線處作全承壓支護，且嚴禁出現(xiàn)單梁單柱現(xiàn)象。二、回柱放頂（1）回柱前必須仔細檢查工作面的安全狀況：煤層頂板是否穩(wěn)定、壓力是否有變化，周圍支架是否完整可靠、退路是否安全暢通，如有隱患，必須先進行處理，然后才能進行回柱工作。遇頂板壓力大，頂板破碎或懸頂面積大時，必須先加強周圍支護后再回柱放頂。（4）工作面基本支護和特殊支護未得到完善時，必須先完善后方可進行回柱放頂工作。（6）回柱放頂時如遇“死柱”，必須采用臥底的方法回出，不準用回柱絞車硬回，嚴禁用炮炸。（8）回柱放頂前，嚴禁與回柱無關的任何人員停留在附近。（9）回柱過程中，對支柱要輕放，嚴禁亂拋、碰砸，以免損壞。（11）當工作面有兩處以上在同時回柱時，兩處間隔距離不得小于15m。（13）如有材料、工具等掉入采空區(qū)，人員只能站在支護完好的地段用長柄工具將其拖出，嚴禁任何人員進入無支護區(qū)空頂作業(yè)。（15）回收上下巷棚子時，必須由里往外逐架進行。特殊支護（1）上下巷超前支護采用單體液壓支柱配合絞接頂梁進行，靠工作面煤壁側為20m，另一側為10m，一梁一柱，支柱必須絞接，支柱時嚴禁打在頂梁絞接處。（3）移大梁時要有足夠的人力配合，并設專人觀山，升柱時，要提醒托梁人員，謹防夾手、碰頭。二、安全注意事項所有施工人員，包括初次放頂跟班人員，都必須認真貫徹學習該作業(yè)規(guī)程及初次放頂措施。入井前，穿好工作服，戴好安全帽，領燈時，要仔細檢查所領礦燈的亮度和完好情況，禁止攜帶煙火和可燃物下井，不允許喝酒和穿化纖衣服下井。嚴禁蹬車。打眼時，必須保證煤電鉆綜合保護靈敏可靠。放炮期間必須嚴格按照“一炮三檢查”執(zhí)行，把人員撤到安全地點。放炮結束后，要及時打柱支護，打柱必須按技術要