悬移支架支护

2024-10-25

悬移支架支护（精选7篇）

悬移支架支护篇1

摘要：淮南矿业集团谢一矿所有煤层倾角均在20°以上, 在过去十年间悬移支架工作面上端头的支护形式均采用铰接顶梁配单体支柱的支护形式, 为减轻职工劳动强度和提高安全操作空间, 经过支护强度验算和现场实际检验, 更改为采用悬移支架直接支护上端头。

关键词：悬移支架,上端头,支护强度

随着科学技术的不断发展, 煤矿企业对于采煤工作面重点区域的支护强度和设备操作性能的要求也在不断提高, 淮南矿业集团谢一矿就采煤工作面上端头的支护技术进行总结分析, 在采取一定安全技术措施的基础上, 决定采取悬移支架支护上端头的技术加强端头支护。

在过去十年间, 原有的端头支护均采用DZ25 (22) -30/100型单体支柱配HDJA-1000型铰接顶梁架设一梁一柱铰接走向棚进行支护, 这样的支护形式劳动强度较大且在回柱、收作过程中存在较大的安全威胁, 为防止安全事故的发生, 考虑使用XDY-H型悬移支架支护顶板, 对于其支护强度的验算如下:

1顶板压力预计

式中:Q─预计顶板压力 (MPa)

M─采高 (m)

K─增载系数, 一般取6~8, 老顶级别越高K值越大。

R─顶板岩石平均容重2.5 (T/m3)

2 XDY-H型悬移支架主要性能参数

支架支护高度1.7~2.4m, 中心距1.1m, 移架步距1.0m, 工作阻力1800KN, 支撑强度0.62Mpa, 支架全长2.66m, 前探梁行程1.0m。

3结论

所选XDY-H型悬移支架的支护强度为0.62MPa>Q, 所以所选的支架强度能满足上端头的支护要求。

同时为了保证在使用XDY-H型悬移支架支护上端头期间的操作安全, 特制定安全技术措施如下:

(1) 上端头的悬移支架支护段移成斜抹茬形式, 要求最上一组支架超前工作面煤壁1m, 上隅角也要收成抹茬角, 并且必须钉板糊泥。

(2) 若工作面上端头倾角大于25°时, 上端头所有支柱必须穿铁鞋, 并保证支柱初撑力不低于90KN, 上端头最上一组悬移支架严格执行用1吨葫芦防倒措施, 葫芦钩头挂在风巷挑棚上且必须生根牢固。

(3) 加强上端头悬移支架支护段的联网管理, 确保顶板、老塘侧联网严密, 煤壁侧联网到底, 上端头最上一组悬移支架煤壁侧的金属网与上风巷下帮的金属网联成整体, 要求长、短边搭茬不得小于100㎜, 每隔200㎜用14#铁丝绕网拧紧。

(4) 加强上端头支护段的顶板管理, 要求每进一峒其每组支架的过顶塘柴棍不少于4根, 且过顶要均匀, 损坏的塘柴棍严禁用于过顶;上端头悬移支架支护段及上风巷有掉、漏顶处必须用木料接上劲, 严禁空顶、蒙顶作业。

(5) 若上端头顶煤破碎且压力较大时, 要管理好顶板后方准放底眼炮, 同时要适当控制药量 (装药量不超过1卷) , 炮前、炮后必须进行二次注压以确保支架有劲。必要时使用手镐或风镐过硬施工。

(6) 支架移齐后, 上风巷要及时收作, 不得滞后于放顶线, 且在收作时, 要挂好金属网, 同时必须及时进行钉板糊泥;收作茬口下方3~5m处要设一道可靠挡栏, 防止大矸等滚下伤人。上端头最大控顶距调整为3.66米, 最小控顶距调整为2.66米。

(7) 工作面机尾距上口不得小于4米, 机尾向上的悬移支架架尾要求每架都要使用单体支柱打一根抗柱, 要求抗柱向煤帮略带5~10度扎角, 抗柱必须栽设正规有劲。

通过上述安全技术措施在现场工作中落实到位, 确保了降低操作安全威胁和劳动强度的同时确保了支护强度满足生产的需要, 总而言之, 煤矿重点区域的支护强度和设备的性能会在不断探索中得到加强, 这也值得需要我们煤矿人不断的去思考。

参考文献

[1]沈占彬, 王立亚.悬移支架在复采面的应用[J].煤矿机械.2010 (09) .

悬移支架在复采面的应用篇2

一悬移支架型号、技术参数及其优点

1.悬移支架型号。

将ZH1600/16/24 ZL整体顶梁与悬移液压支架相结合应用在24053复采面上。最小采高1600毫米以及最大采高2400毫米表示成16/24;产品类型代号是Z;悬移、滑移由H表示;整体顶梁由ZL表示额定;工作阻力是1600kN表示成1600。

2.主要技术参数。

支架长度以及宽度分别为2600毫米以及960毫米;翻转梁的规格为960毫米*450毫米, 循环进度是800毫米;泵站的额定压力为20MPa至31.5 MPa;毎架上有四柱, 支架中心距为 (1000±20) 毫米;支护强度为0.64MPa;额定初撑力为800 KN至1200KN;初撑力为760KN。

3.悬移支架的优点。

(1) 护顶面积大、安全性好。在托梁系统的作用下, 将工作面的全部支架连接为一个整体, 全面封闭顶板, 这样就易于控制顶板、具有较大的护顶面积以及良好的安全性, 漏顶现象得以杜绝。 (2) 配置了液压集中控制系统。将液控操作手柄配置在此支架当中, 放顶以及拔柱等工作仅仅需要操作6个手柄就能实现, 这样更便于有效操作。此种操作的工序数量要远远少于传统的单体液压支柱配铰接顶梁或者π形钢梁的工序, 并不需要人工反复搬运全部支柱, 工人的劳动强度大大降低。 (3) 移架速度快。移架时, 每架的4根支柱可随时升降, 前移灵活, 大大缩短了移架时间。 (4) 在支架架尾添加了挡矸板。阻挡支架后方上部的落顶煤和矸石落入工作面, 使工作空间更安全。 (5) 支架前端配置了翻转梁。在煤壁上方顶板出现破碎的时候, 能够将翻转梁超前支护及时伸长, 这样就能够防止空顶, 杜绝发生顶板事故。 (6) 改善作业环境。两排立柱支撑倍选用在此支架当中, 在顶梁里吊起全部电缆以及液控管路, 严禁将过多材料以及工具存放在工作场所, 这样就扩大了作业空间, 大大改善作业环境。

二回采工艺流程及存在的问题

1.回采工艺流程

回采工艺流程:打眼→装药→放炮→铺联网→采煤移架→放顶煤→移刮板输送机。 (1) 悬移支架操作工序。铺联网之后, 前伸翻转梁超前护顶→出煤→收回翻转梁→提起立柱→移架; (2) 放顶煤。自悬移支架前移后, 煤从挡矸板下方流出, 人工攉煤至刮板输送机, 煤清净后, 整体移托梁; (3) 移刮板输送机。托梁前移后, 整体前移刮板输送机, 移动步距800毫米。

2.存在的问题及解决方法

(1) 放炮时, 操作手柄容易被岩石崩断。操作手柄的长度200毫米, 宽度为22毫米, 将铁板切割的长方形小铁板的长度是310毫米, 宽度是150毫米, 同时在铁板的周围钻4个孔, 借助4个螺钉把在操作手柄上将铁板固定。当放炮的时候, 岩石崩落在铁板上, 并不能出现崩断操作手柄的现象。 (2) 悬移支架原有的挡矸板长度有限。在放顶煤的时候, 小采高状况中老塘里的矸石可以被阻挡, 在大采高状况中, 挡矸作用就无法发挥, 老塘里的矸石常常窜到刮板输送机中。需要选取准15毫米的废旧钢丝绳当成挡矸器, 在每架支架的挡矸板上钻处4个孔, 在每两个孔之间穿上1根废旧钢丝绳, 完成良好的固结, 每根钢丝绳的长度为3米至3.5米之间。在移架的时候, 废旧钢丝绳随架前移的还有废旧钢丝绳以及挡矸板, 采空区发生冒落现在, 废旧钢丝绳以及挡矸板将矸石阻挡在老塘里。这样煤质得到很大程度的改善, 煤质从以前的30级至31级提升为27级至28级。 (3) 顶梁易磨损。因为此工作面选取的是复采工作面, 具有较差的顶板锈结, 在移架以及落架的时候很容易出现顶板二次破碎的现象, 这样移架摩擦力就会大大提高, 将会严重磨损支架顶梁。为了避免这样的现象出现, 可以采取以下措施:①从根本上解决, 不断提高铺联网的质量;②在移架之前, 对工作面顶板的状况进行细微的观察, 确保具有很好的顶板时, 才能够逐架前移支架。发现有破碎顶板的时侯, 需要分次前移, 使得移动歩距减小, 首先将破碎顶板位置的支架进行移动, 然后移动顶板较好位置的支架。这样就能使得移架时顶板岩层发生的活动得以减少, 发生因为移架导致的顶板的二次破碎的现象几率也大大降低。

三悬移支架在复采面的应用效益分析

社会效益。在高庄矿复采面上采用悬移支架, 可以使得劳动强度大大降低, 采面的作业环境得以改善, 使得支护安全性以及工作面支护强度大大提高, 保证了生产的安全性, 具有显著的效果。

2.经济效益。此工作面每月产量为2.067万吨, 与单体液压支柱配铰接顶梁工作面相比, 增加了0.481万吨, 每个月经济效益提高200多万元, 减少的人工投入次数为310人次, 节约的工资费用为3.72万元, 节约的维修费用为1.02万元。

四结束语

在高庄矿复采面上, 采取悬移支架有着很多优势, 如节约一部分维修费用、作业环境得以改善、支护性能得以提升、工人劳动强度得以降低等, 这样工作面单产就大大提高, 同时生产的安全性、可靠性得到保证。

参考文献

[1]周仁斌, 梁桀, 陈兴隆.复杂地质条件下整体悬移液压支架的应用[J].中州煤炭, 2011, 04:47-49.

悬移液压支架液压管路的改造篇3

1 改造方案

此次改造, 主要将主管路与操纵阀之间的连接管路 (操纵阀进、回液, 4根支柱的总回液管路、邻架操作管路共4根管路) 经顶梁绕至顶梁前端后, 折回连接至托梁上方的主管路上, 简单地说, 就是将手动操纵阀与主管路连接管路前移至托梁与前支柱中间, 释放出行人和操作空间, 保证安全通道的畅通, 改造前后管路布置如图1所示。

改造只需加工4根Ø10 mm液压管路 (长度分别为5 300, 3 000, 1 800, 700 mm) 、增加1个Ø10 mm回液断路器、1个Ø10 mm四通、3个Ø10 mm弯头, 共计约500元。改造的主要技术参数见表1。

2 改造步骤

(1) 将操纵阀主进液接口处加1个Ø10mm弯头, 5 300 mm高压胶管一端接操纵阀主进液接口处Ø10 mm弯头上, 另一端绕过操纵阀向上经顶梁中间空隙接至支架主进液管路上, 多余管路弯成弯。

(2) 将操纵阀主回液接口处加1个Ø10mm弯头, 700 mm 高压胶管一端接操纵阀主回液接口处的Ø10 mm弯头上, 另一端绕过操纵阀向后绕到后支腿中间, 再加接1个Ø10 mm回液断路器后, 与后支柱回液管路连接。

(3) 将原来的支柱回液管路上的三通更换成四通后, 四通上再加1个Ø10mm弯头, 1 800 mm高压胶管一端接四通刚加的弯头上, 另一端接至支架主回液管路上, 多余管路弯成弯。

(4) 将原2.4m邻架操作管路更换成3.0 m高压胶管, 高压胶管一端接至操纵阀原邻架操作接口处, 另一端绕至顶梁侧面管路通道内后从支架中引出, 连接至下一架的移架液控单向阀进液口。

3 技术要点

(1) 改造方案中所用液压管路的长度必须测量准确, 支架前方管路预留的管路必须能保证托梁往后退到最后位置后还有100 mm的预留量, 防止液压管路被拉断。

(2) 在操纵阀主回液管路上 (700 mm管路) 添加1个Ø10 mm回液断路器, 以免支架回液主管路上的余液顺着管路回流到操纵阀内, 防止升降支柱时产生的余压使操纵阀出现误动作或发生窜液现象。

(3) 合理布置邻架操作管路, 按照预先设定的管道路线绑好、扎牢, 防止移架过程中挤压管路。

(4) 插接的管路必须先检查接头处是否有密封圈、密封圈是否损坏等情况。检查无问题后, 接通主进液管路, 进行试压。

4 存在的问题及建议

(1) 移架过程中, 必须注意3 000 mm的邻架操作管路, 防止在移架过程中挤压该管路。

(2) 根据现场实际, 正确处理好多余管路弯成弯后的伸缩空间。

5 结语

液压管路改造后, 支架上的管路整体上比以前整齐、简洁, 释放了顶梁下方的作业空间, 行人方便, 提高了工作面质量标准化水平, 减少了职工维护液压管路的时间, 保证了安全通道的畅通。目前, 全矿所有悬移液压支架工作面将全面推广应用该项新技术。

摘要：整体顶梁组合悬移液压支架自2008年被米村矿引进后得到了推广应用, 但是手动操纵阀与主管路间的连接管路正好布置在行人帮上部, 布置位置不合理, 移架后, 弯曲下垂的连接管路直接影响工作面行人及工作面采煤施工人员正常施工。对液压管路进行改造后, 顶梁下方行人帮空间被全部释放出来, 行人方便。同时工作面采煤施工人员在操作手动操纵阀时很方便, 加快了推、移架速度, 提高了工作面安全生产水平。

悬移支架支护篇4

随着煤炭行业的发展, 煤矿机械化效率大大提高, 解放了劳动力, 降低了劳动强度。整体顶梁悬移支架作为轻型支架, 其价格低廉, 操作简单, 维修方便, 深受中小型煤矿欢迎。

近年来, 悬移支架使用量不断提高, 但也有其不足之处。由于结构的限制, 悬移支架并没有像综采支架一样, 在底座下增加推移装置。当需要推移刮板输送机时, 通常矿工会把千斤顶缸底放置在采空区 (老塘) 或者悬移支架后立柱上, 活塞杆侧则靠手扶抵住刮板机, 另一人再操作手柄打压, 这样一节一节推移刮板输送机。这样做无疑工作量大、效率低、安全隐患多。

Solid Works Simulation是一款基于有限元 (即FEA数值) 技术的设计分析软件。分析机械结构受力比较简便。FEA是一种求解关于场问题的一系列偏微分方程的数值方法。在使用Solid Works Simulation时, 主要有以下4个步骤: (1) 建立数学模型; (2) 建立有限元模型; (3) 求解有限元模型; (4) 结果分析。

作为一款大众化的应力分析软件, Solid Works Simulation为设计者提供了可参考的数据, 得到了广泛的应用。

2 推移装置的原理及组成

2.1 设计配套条件

该推移装置是为某采煤工作面设计的, 其配套设备有:

ZH2000/21/31整体顶梁悬移支架;

SGZ630/220刮板输送机;

MG150-NW采煤机。

采煤步距为600 mm, 后立柱中心到刮板机中部槽推移连接耳中心的最短距离为1 950 mm。

2.2 设计的理论依据

液压支架推移装置是保证支架正常推溜和拉架 (整体顶梁悬移支架推移装置只负责推溜) , 实现工作面正常循环的重要装置。在设计时, 应根据支架结构和配套要求合理选择推移装置的形式, 并充分保证支架推移装置对工作面条件和配套的适应性。

推移装置在伸缩时, 其输送机相对水平位置向上抬起量不得<200 mm, 下落不得<100 mm。支架移架速度应与采煤机截割牵引速度相适应。

由于悬移支架推移装置只负责推溜, 所以采用千斤顶正推方式, 即千斤顶大腔推溜, 这种推移装置结构比较简单、紧凑。

2.3 结构简单介绍

推移装置的配套设计思路如图1所示:在悬移支架后立柱之间增加连接底座, 刮板机连接耳上连接十字头, 中间采用液压千斤顶推移, 各部件采用销轴连接。

由于支架顶梁相对于顶板有水平位移, 无论什么架型在初撑后的一瞬间, 都会产生相对的水平位移。在支架后立柱上增加整体柱鞋, 既可以为推移千斤顶提供连接座位置, 又可以增加立柱与底板之间的摩擦力, 减少水平位移。在此柱鞋中间安设可以微调的大螺栓连接底座, 便于推移液压千斤顶安装。由于整体顶梁悬移支架的架架中心距为1 m, 而标准的刮板机中部槽连接耳中心距为1.5 m。所以推移装置可以每隔一架安装一套推移装置, 采用可以微调的长孔连接座, 既方便安装, 又不增加加工难度和设备成本。在刮板机侧安装加长十字连接头。当刮板机需要前推时, 只要操作手柄即可实现刮板机整体前移, 不用拆卸, 实现机械化。如果需要, 还可以后拉刮板机或者调节后立柱角度。

在设计悬移支架之初, 每架支架的主进回液管都留有推移用液压接口, 所以, 推移装置的动力方面很好解决, 采用液压支架通用的31.5 MPa乳化液泵站压力, 直接接至主进回液胶管。根据SGZ630/220刮板输送机的使用经验和该矿采煤产量能力的计算, 采用125缸径的千斤顶推力能够满足推溜使用要求。在推移速度方面, 千斤顶采用KJ16接口, 伸缩速度能够达到设计要求。

该装置使用时应注意: (1) 推移输送机, 必须从上到下或从下到上依次进行, 不得从中硬顶; (2) 推移输送机前应清除机道大块矸石; (3) 相邻几架推移装置应协调动作, 避免只用一个千斤顶推移, 造成输送机弯曲过大; (4) 推移输送机到位后立即将操作手把扳到中间位置。

3 推移装置的Solid Works建模及模型的Simulation受力分析

设计思路确定之后, 我们进行了设备配套的SW建模 (见图2) 。建模旨在确定各个部件的尺寸、连接情况, 查看是否干涉等问题, 也为SW Simulation受力分析打下基础。

该推移装置的推移千斤顶技术参数如下:

(1) 缸径/活塞杆径Φ125/100 mm; (2) 行程700 mm; (3) 工作压力31.5 MPa; (4) 推力385 k N; (5) 拉力138.6 k N。

由于推移装置中, 千斤顶与十字头连接销为受力集中件, 也是易损件, 所以选定此销轴为此次受力分析的研究对象。

我们需要注意, Solid Works Simulation分析是在下列假设下进行的: (1) 线性材料; (2) 小变形; (3) 静态载荷。此次针对液压支架的推移销轴做的分析, 基本符合这三个条件 (不考虑推移过程中的液压冲击, 尽管所有载荷实际上是随时间变化的, 但对设计分析而言, 我们将载荷看成静态的是可以接受的) 。

3.1 对销轴材料进行定义

该销轴采用40Cr材料。其在Solid Works的力学性能设定为:

(1) 弹性模量=211 GPa; (2) 泊松比=0.277; (3) 抗剪模量=82.8 GPa; (4) 抗拉强度=9.8 MPa; (5) 屈服强度=7.85 MPa。

3.2 将销轴分割, 因为这样才能对销轴加载荷

根据销轴的实际受力情况, 首先要将其从中心轴分为两半, 再将其分为5部分。分别作为固定部位和将加载部位。

3.3 结果分析

总的说来, 结果分析是最困难的一步。Solid Works Simulation为我们提供了非常详细的数据, 这些数据可以用各种格式表达。对结果的正确解释需要我们熟悉理解各种假设、简化约定以及建立数学模型、建立有限元模型、求解有限元模型产生的误差。

将销轴固定、加载、网格划分后即可进行简单的受力分析。获得结果如图3所示。

由图3中可以看到销轴的最大载荷应力为450.7 MPa, 安全系数最小值为1.21。

从Solidworks建模, 到Solidworks Simulation受力分析, 可以看出, 此次设计遵循一般设计原理, 符合设计条件, 可以投入生产。目前, 此种推移装置已在某煤矿推广使用, 经由矿方反应, 其使用良好, 操作方便, 大大节省了人力。增加了推移装置的悬移支架, 采煤推进速度明显提高。操作安全性大大增加, 受到了广大矿工的好评。

4 结语

通过整体设计、建模分析, 一方面可以直观地展示产品, 另一方面为产品设计提供了理论依据。

建模受力情况为理想状态, 而且受软件使用者水平限制, 其加载、网络划分、边界条件等设定比较粗糙, 其受力图解未能展现真实情况。但为我们指出的受力集中点和最大变形处, 以及安全系数薄弱点是有指导意义的, 为今后此类部件的设计提供了方向性意见。

参考文献

[1]董志峰, 吴健.轻型放顶煤液压支架及其与围岩关系理论与实践[M].北京:中国科学技术出版社, 2003.

[2]陈超祥, 叶修梓.SolidWorks Simulation基础教程[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[3]赵锐.液压切顶支柱的使用现状及改进分析[J].煤矿机械, 2010 (2) .

[4]王国法, 史元伟, 陈忠恕, 等.液压支架技术[M].北京:煤炭工业出版社, 1999.

薄煤层悬移支架的研究与应用篇5

天力公司先锋矿所开采的煤层均属薄煤层, 支护方式也是单体柱悬臂梁支护形式, 为了企业的发展, 如何采用先进的采煤工艺, 以达到高产高效的目的就成了先锋矿开采薄煤层遇到的首要问题。为此天力公司针对这一问题进行了研究并找到了解决这一问题的方法, 本方法对其它薄煤层的开采具有积极的推广作用。

1 悬移支架的选择

选用悬移支架代替单体柱悬臂梁支护方式是一个很好的选择。但是现实中一些针对薄煤层开采的悬移支架在井下很不适用。为此对ZH1600-09/17ZL型悬移支架在原设计中一些不适合井下现场实际使用的设置进行了如下改进。

1) 支架原设计为三棵双伸缩立柱, 支架整体稳定性差, 经改为四棵单伸缩立柱后增强了支架稳定性, 降低了立柱体积和重量。

2) 原设计中架间连锁采用细钢丝绳连接, 由于井下环境潮湿钢丝绳遇水生锈强度降低, 受力极易断裂, 经改为连环链接后支架连接紧固增加了稳定性。

3) 支架原设计有壁帮板, 其宽度为450mm, 由于煤层厚度在1.0~1.5m, 不利于煤壁打眼工作, 先将支架壁帮板去掉以增加煤壁裸露面积。

4) 立柱油嘴位置原设计在立柱缸体上, 位置太低, 工作面浮煤易将其堵塞损坏。经改进设计将油嘴位置改在立柱活塞杆上端。这样避免了油嘴堵塞损坏现象。

5) 原立柱柱鞋为200mm×200mm, 现将柱鞋增大为300mm×300mm, 以增加受力面积防止支架钻底。

经过以上改进后的ZH1600-09/17ZL型悬移支架更加适合井下实际应用。

2 在井下己15-11130工作面实际应用

己15-11130工作面走向长度250m, 倾斜长度110m, 煤层厚度1.0~1.5m, 倾角10~12°, 可采储量5.7万吨。

工作面顶板无伪顶, 直接顶为灰色中粒砂质泥岩, 直接顶初次垮落步距8~10m。底板岩性为深灰色泥岩、砂质泥岩。基本底为灰色砂质泥岩与细砂岩互层。详见煤层顶底板综合柱状图。

3 工作面设备配备及设备参数

1) ZH1600-09/17ZL型悬移支架主要技术参数。

支架高度:900~1700mm;支架长度:2600mm;支架宽度:960mm;支架中心距:1000m;柱腿数量:4根;移架步距:800mm;工作阻力:1600k N;初撑力:1200k N;重量:2.2t。

2) BRW-200/31.5型乳化液泵主要参数。

流量:200L/min;压力:31.5MPa;功率:125k W;重量:2.45t。

4 工作面悬移支架的安装

4.1 安装顺序

从下向上 (从机头向机尾方向) 依次安装。

4.2 安装方法

4.2.1 安装第一架

第一架位置定距机巷3.5m处。

1) 安装前检查施工地点及周围支护情况, 如有隐患立即处理, 否则不得进行下一步工作。安装前先将油路接通, 然后将切眼内影响安架的中柱改掉, 一次只准改一架安一架。

2) 在顶梁四角处的牢固支架上各固定一台2t导链, 且该梁上必须再打一根与受力方向相对的戗柱。

3) 专人指挥同时拉四台导链, 将顶梁提升至能够将立柱站立的高度为止。然后将导链固定锁死, 严防回链。

4) 接着安装立柱。两人抬柱, 一人穿销, 逐根安上支架立柱并用B型销贯穿, 再次检查安装是否牢固。上立柱时人员不得站在顶梁正下方位置。

5) 立柱安装完毕, 在升顶梁前要在顶梁下侧打两根单体柱防止升架时发生下滑。

6) 用专用的注液装置使顶梁平稳接顶, 用单体柱调整顶梁与预先拉好的线平齐, 升立柱达到规定的初撑力, 接着安装操纵阀、管路等附件, 去掉单体柱。

4.2.2 安装第二架

第二架的安装步骤与第一架相同。但要注意, 待第二架支撑好后, 马上用托梁连接套将两架的托梁连接好, 依次安装, 直至全部安装完毕 (顶板不平整时, 刹顶背平) 。

4.2.3 单体柱人工软回

安装好第二架后开始替第一架的棚子, 采用单体柱人工软回。以后每安装好一组支架回一次。替回的工字钢装在平板车上, 用铁丝刹紧运至机尾、风巷, 轨道提走。

4.2.4 铺设主管路和回油管路

支架安装完毕后铺设主管路和回油管路, 并且和每一组支架的供回液装置接通。

4.2.5 调整

调整相邻两顶梁间距, 标准间距为40mm。间距宽或窄时, 以机头方向支架为基准, 稍降下一架支架, 用撬杠钎子等长柄工具调整顶梁间距达到规定要求。

4.2.6 调架

管路安装完毕后, 接通主管路, 液压系统供液, 用推进缸收缩、伸出的方法把工作面托梁调成一条直线, 此直线与最初给的切眼中线要平行。然后以托梁成一直线, 调整全部支架, 使整个工作面支架顶梁成一直线。

5 工作面工艺

5.1 采煤工艺

打眼、装药、放炮—移架—攉煤—移溜—整体推进托梁。

5.2 工艺说明

1) 打眼、装药、放炮:工作面炮眼布置为三花眼, 上眼间距0.8m, 距顶0.7m, 底眼间距0.8m, 距底0.7m。严格按照炮眼布置图和爆破说明书作业 (附爆破图表) 。

2) 移架:放完炮后, 必须提前拉架, 对顶板进行控制。由机头向机尾顺序开始移架, 移架时先收立柱使其脱离浮煤或浮矸, 然后移动顶梁和立柱, 使支架移至规定步距 (800mm) 。

3) 攉煤:人员站在顶板维护好的地点, 面向机尾方向往运输机上攉煤。攉煤时要照前顾后, 防止运输机内有物料、大块煤矸伤人, 并注意顶板变化情况, 严禁空顶作业。

4) 移溜:用推移器或单体液压支柱推移运输机。推移器或单体柱应支在支架牢固完好的地点, 做推移用的单体柱要编号, 专项使用, 推移后应搁放好。

5) 移托梁:以上工序结束后开始整体推进支架托梁, 为下一个工序做准备。

6 两巷顶板管理

6.1 基本要求

1) 工作面安全出口及端头支护。机头超前出口规格为宽3.0m, 高1.6m, 长3.0m, 采用6棚双圆销梁配合单体支柱, 柱距为0.5m, 排拒1.0m, 水平销配齐, 确保“三销齐全”。

2) 上、下端头采用相应高度的单体液压支柱配合铰接顶梁支护, 净高不低于1.6m, 人行道宽度不小于0.7m。

3) 工作面两巷超前挂1~2排铰接顶梁, 顶梁下用单体液压支柱支护, 实现一梁一柱, 20m以内架设双排铰接顶梁, 20~50m架设单列铰接顶梁。风巷与工作面切顶线回齐, 机巷老塘侧可落后采面一排。

4) 刹顶:工作面单体柱支护处使用金属网刹顶, 金属网规格:12×1.2, 机头超前因使用双圆销梁配合单体支柱支护, 背顶使用金属网配合小棍, 每棚使用6~8根, 要求与工作面金属网连接紧密, 同时应具备一定量的半圆木、穿楔, 以备冒顶时使用。

5) 在工作面上下端头进行回柱放顶前, 应对预留的安全出口处的支架进行加固、维修, 确保出口安全可靠、退路畅通无阻;然后才可进行正常的回柱放顶工作。回柱放顶时应坚持做到远距离操作, 操作期间如出现顶板突然来压、大范围跨落导致催棚、倒架、窜矸等异常要立即撤人, 等顶板稳定后在进行维护顶板。

6.2 其他要求

1) 机、风两巷人行道高度不低于1.6m, 宽度不少于0.7m, 无杂物、无空顶、空帮现象, 以确保畅通。

2) 工作面端头及超前回收的支柱, 要按指定的位置码放, 电缆、水管及其他物料, 按指定位置摆放整齐, 挂牌管理, 严禁乱扔乱放, 影响行人及文明生产。

3) 工作面安全出口及两巷超前支护, 必须设专人维护, 发现有失效柱, 及时更换。若有底鼓要及时清挖以保证畅通。

4) 风巷在推进的过程中, 电缆、水管及时外移, 清理杂物, 确保文明生产达标。

5) 工作面两巷超前, 在出煤期间要及时打开水幕喷雾降尘, 严禁煤尘超限。

7 经济效益和社会效益分析

7.1 经济效益分析

天力公司先锋矿原来开采薄煤层的采煤方式为单体柱配合悬臂梁支护, 由于己15-11130工作面采用了悬移支架支护的开采技术, 该技术的成功应用为先锋矿提高薄煤层产量奠定了基础, 同时减少了工人劳动强度, 提高了干部职工的生产积极性, 杜绝了顶板和人身事故的发生, 保障了矿井的安全生产。

使用低矮型悬移支架开采薄煤层技术的应用, 改变了原薄煤层开采落后的采煤方法, 达到了增产提效的目的。

根据原使用单体柱悬臂梁支护一个工作面月产量为6962t, 现使用悬移液压支架后单面月产量11139t。

即单面月产量提高:11139-6962=4177 (t) 。

新增产值为 (按原煤售价680元计算) :4177×680=284 (万元) 。

新增利润为 (按综合成本390元/天计算) :4177× (680-390) =121 (万元) 。

则年提高利润:12×121=1452 (万元) 。

在减人提效方面由于使用单体柱悬臂梁支护形式工序多工人劳动强度大, 每班出勤32人, 每天出勤105人。而使用悬移支架支护形式的升架、移架均由手把操作液压系统传输完成, 每班只需23人, 每天69人, 每人每天170元计算, 则每年节省工资 (105-69) ×170×365=223.3 (万元) 。

通过对单体柱悬臂梁支护与使用悬移支架两者的比较, 可以明显地看出, 使用悬移支架开采薄煤层技术的成功实施, 既可以提高单产又可以增加利润, 从而达到降低成本的目的, 促进矿井高产高效的建设。

7.2 社会效益分析

在社会效益方面单体柱悬臂梁支护与使用悬移支架支护的工作面相比较。

1) 产能提升:使用单体柱悬臂梁支护形式月生产能力6962吨;使用悬移支架月生产能力11139吨。

2) 工效:使用单体柱悬臂梁支护每天投入105人, 工效2.2吨/工;使用悬移支架每天69人, 工效5.3吨/工。工效提高了3.1吨/工。

3) 采面支护:原采面为单体柱配合铰接顶梁支护, 现采用悬移支架支护。

4) 安全:单体柱悬臂梁支护的采面月均一次轻伤, 易发生漏顶事故;采用悬移支架支护的工作面杜绝了轻伤和顶板事故。

5) 采用悬移支架之后降到了职工劳动强度, 改善了职工的作业环境, 达到了减人提效的目的, 职工工资得到了提高, 调动了职工的工作积极性。

8 结束语

该项目的成功实施, 为天力公司的未来发展提供了技术和装备保证。在集团公司使用悬移支架开采薄煤层技术开创了先例, 为今后薄煤层的开采提供了技术经验。

摘要：详细介绍天力公司先锋矿薄煤层悬移支架的改进及实际的应用, 效果显著, 可供其它薄煤层的开采借鉴。

悬移支架支护篇6

一、采煤方法改革的建议

结合安子采区实际情况, 悬移支架支护是最合适的支护方式。在采区采用悬移支架支护, 在顶板破碎处用金属网护顶, 支架后侧上齐挡矸链, 这样, 工作面沿走向从采空区侧到工作面煤壁始终是一个封闭整体, 能大大提高工人的作业环境的安全性。

二、工作面支护

采用ZH1600/16/24Z型整体顶梁悬移支架进行支护。其主要技术参数见表1。

三、回采工艺

回采工艺流程:安全检查、处理隐患→打眼注水→打爆破眼→设警戒→装药→联线→放炮→工作面安全检查→升翻转梁 (伸前探梁) 临时支护顶板→攉煤→收翻转梁 (前探梁) →移顶梁及前、后柱→移托梁。

1. 安全检查、处理隐患。

由班长组织进行通风、支护、拒爆、残爆、设备设施等安全检查。

2. 打眼注水。

首先应注意的是, 注水眼不能做炮眼使用。在工作面煤层中间布置一排注水钻孔, 注水钻孔布置在距顶板600~800 mm的位置, 钻孔间距为4 m, 注水钻孔深度为3 m;每回采3个循环注水一次, 注水时从上面的钻孔开始注水, 注水时液压泵站的压力为8~10 MPa。

3. 打爆破眼。

煤层厚度小于2.2 m时, 顶眼距顶板200 mm, 底眼布置以保证支架最小采高为准;煤层厚度大于2.2 m时, 顶眼距顶板200 mm, 底眼距顶板2 m, 炮眼成“五花”形布置, 眼间距1.5 m。

4. 警戒、装药、联线、放炮。

警戒人要按指定路线清理工作人员到指定警戒位置。在装药前, 瓦斯检查员必须检查工作面爆破地点的瓦斯含量, 当瓦斯浓度小于1.0%时, 方可装药。装药选用煤矿许用乳化炸药爆破, 毫秒延期电雷管引爆导爆索将乳化炸药引爆;电雷管的脚线和连接线、连接线和放炮母线之间的接头, 都必须悬空, 放炮母线连接脚线, 检查线路和通电放炮工作, 只允许放炮员一人操作。联线完成后, 瓦斯检查员需进行瓦斯检查。当瓦斯浓度低于1.0%时, 方可放炮。放炮后, 必须按规定等待45 min以上, 待炮烟全部吹散后, 检查瓦斯, 瓦斯浓度低于1.0%时, 方可允许工作人员进入工作面。

5. 工作面安全检查、升翻转梁 (伸前探梁) 临时支护顶板。

放炮后, 由带班班长负责, 对工作面的悬移支架、支柱、顶板、煤壁进行安全检查, 如发现伪顶、檐子煤、活煤、活石等安全隐患后, 必须立即处理, 确认安全后再进行其他工作。

6. 人工攉煤、收翻转梁 (前探梁) 、移顶梁及后柱。

在悬移支架掩护下, 人员站在搪瓷溜板后攉煤, 煤出完后收回翻转梁 (前探梁) , 前移顶梁, 实现及时掩护。移顶梁顺序为:移顶梁时, 前后液压支柱卸载, 顶梁落在托梁上→前、后柱提起向推进缸注液, 以托梁为支点, 顶梁前移→落下前、后柱→前后液压支柱注液加载, 支撑顶板, 完成移顶梁及前、后柱。除过渡架外其余支架移架步距均为1 m。在移动工作面首架或尾架顶梁时, 必须先在悬移支架端头支撑梁下支设两根单体柱, 再移动首架或尾架顶梁。移架时必须保持架间中心相等, 标准架间隙为60 mm。

7. 移托梁。

整个工作面移顶梁完成后, 前移托梁。移托梁前, 必须先将工作面悬移支架两端的端头梁下的4根单体柱全部卸载拆除, 否则, 严禁前移托梁。支柱通过顶梁与顶板紧贴产生初撑力支撑顶板, 这时托梁无载荷地吊挂在顶梁上, 向托梁的供液系统供液推进缸的活塞杆全部收回, 托梁前移, 完成一个动作循环。

四、悬移支架工作面的优点及存在的问题

1. 悬移支架工作面的优点。

(1) 适用能力强, 对于地质条件复杂, 煤层厚度不均的煤层, 适合用悬移支架采煤法。

(2) 减轻了人工搬运柱的劳动强度, 挡矸板有效防止了采空区顶板垮落进入工作面, 提高了安全性, 与单柱支护相比产量高。

2. 悬移支架工作面存在的问题。

(1) 安子采区工作面走向长度短, 工作面需要频繁搬迁, 影响生产。

(2) 安子采区倾角大, 工作面长度大, 悬移支架在倾斜布置时容易出现咬架现象, 不适合布置过长的工作面。

悬移支架支护篇7

3105 (里) 工作面位于鹤煤三矿31采区中部, 南部紧靠F3103-1断层, 西南部是南翼风井煤柱, 上部是3103 (里) 工作面采空区, 下部为3107 (里) 工作面未开拓区。工作面走向长244 m, 倾斜长27.2~120 m, 平面积25 294 m2, 地面标高为+220~+250 m, 地质储量为32万t。

3105 (里) 工作面受F3103-1断层的影响, 二1煤层产状变化较大, 该工作面不但俯采达到26°, 工作面倾角最大达到27°, 根据3101及3103 (外) 两个工作面的资料分析, 该工作面内有可能出现小断层, 将会给工作面的回采带来困难。从整个工作面来看, 地质构造简单。

2 初采初放期间悬移支架的管理

采煤工作面在初采期间, 受顶板初次来压的影响, 往往容易引发顶板事故, 从而造成一些不必要的损失。加强对工作面支架的管理, 提高支架的抗压能力, 是预防顶板事故的最根本途径之一。在3105 (里) 工作面, 结合实际情况, 重点加强了以下几方面的管理:

(1) 保证悬移支架初撑力达到604 k N;移架时要拉线移架, 支架应保持一条直线, 其偏差不得超过±50 mm;支架垂直于顶底板, 其偏差不得超过±5°, 支架顶梁要与顶底板平行, 前后立柱迎山合适。特别要强调的是, 立柱迎山是否合适, 直接影响到支架的支护质量, 支柱迎 (退) 山过大, 极易损坏立柱销, 使销子变形或折断, 造成更换立柱时更加困难, 甚至降低了支架的支撑能力, 引发顶板事故。

(2) 加强矿压观测, 及时对支架进行补液。在放顶煤工作面, 支架工作阻力在放煤前和放煤后截然不同, 其大小与顶板跨落程度有直接关系。若放煤后, 顶板跨落较差, 造成支架接顶不严密, 工作阻力较低。这种情况下, 不及时对支架补液, 势必会造成支架歪扭, 出现安全隐患。

(3) 尽量沿底板回采, 减少支柱钻底量和顶底板移近量。3105 (里) 工作面切眼在掘进时丢了0.5~0.8 m厚的底煤, 初采期间支柱钻底严重, 对此, 要求施工单位在工作面推进过程中及时卧底, 保证沿底板回采, 既提高了煤炭回收率, 又提高了支护效果。

(4) 调整工作面推进方向, 减小工作面倾角, 提高支架稳定性。工作面倾角的大小, 对支架的稳定性有一定影响, 倾角愈大, 支架稳定性越差, 反之, 支架稳定性越好。

3105 (里) 工作面不但俯采达到26°, 工作面倾角最大达到27°, 根据实际情况, 对工作面进行了调斜, 使工作面倾角减小到20°, 不仅提高了支架的稳定性, 而且改善了职工作业条件, 促进了安全生产。

(5) 在悬移支架托梁下打加强点柱, 提高支架整体抗压能力。悬移支架虽然由托梁连接在一起, 整体性较好, 但是其抗压能力与综放支架相比还有很大差距。因此, 在大倾角俯采工作面, 在悬移支架托梁下打加强点柱, 可提高其抗压能力, 预防顶板事故, 是一种行之有效的方法。

3 防止悬移支架顶梁歪扭

通常情况下, 支柱的架设是按照每6°~8°迎山1°, 在3105 (里) 工作面其最大迎山角达到了4°, 使用过程中经常出现支架顶梁歪扭现象, 不仅影响工程质量, 而且极易使立柱销子弯曲变形, 甚至折断, 造成支架稳定性差, 从而引起顶板事故。根据地质条件和现场实际, 主要采取了以下措施:

(1) 保持顶板平整。由于3105 (里) 工作面使用的是分体梁结构, 一组悬移支架的每个分体梁宽度为0.3 m, 若顶板出现局部空顶或出现不平整现象, 在支架刚刚升起, 接触到顶板时, 容易发生顶梁歪扭现象。杜绝出现空顶, 保持顶板平整可有效防止支架顶梁歪扭。

(2) 加强背顶。在地质条件复杂地段, 移架时, 在支架顶梁和顶板之间, 沿倾斜背上板料, 间隔0.7~0.8 m, 可使支架的两个分体梁保持在同一个坡度, 有利于支架管理。

(3) 改变支柱迎山角度。在大坡度工作面, 架设适当的迎山角, 可以增加支架的稳定性, 增强支架的抗压能力。悬移支架由托梁连接成一个整体, 稳定性大大增强, 其顶梁和立柱通过销轴连接, 如果按照规定的迎山角架设, 在顶板压力作用下, 立柱柱头和顶梁柱窝之间容易发生偏转, 销轴受压变形, 时间长了容易折断, 造成安全隐患。根据质量标准化有关规定, 为使支架垂直顶板, 改变支柱迎山角度, 让支柱按照顶底板法线架设, 避免了上述现象的发生。

4 悬移支架工作面金属顶网的保护

由于悬移支架自身的特点, 它不可能像综放支架那样直接支护顶板, 它必须借助于铺一层顶网, 进行网下放顶煤。保持金属顶网的完整, 就能防止顶板流煤, 有利于顶板管理。

(1) 铺网。顶网铺设采用12#金属菱形网, 铺网时必须保证平整, 网边搭接长度不小于200 mm, 一般都是沿倾向铺设, 沿走向折叠, 便于在放炮前吊挂, 防止放炮将金属网崩变形。

(2) 联网。网边联接采用14#铁丝或螺旋, 要求网边要联严联密联实, 禁止隔扣。为保证联网质量, 严禁用尼龙绳联网, 防止在移架过程中尼龙绳断开, 出现空洞而影响顶网的完整性。

(3) 上网。铺网、联网完成后, 上网是最关键的一道工序。既要让顶网保持平整, 又要保持完整, 主要分两步, 首先打开支架伸缩梁时, 要在伸缩梁与金属网之间垫一根背木;移架前, 相邻支架伸缩梁托住背木, 将支架伸缩梁收回, 然后移架, 移架后顶网上到支架顶梁上, 上网工序完成。

5 老塘冲矸的预防和处理

在炮采放顶煤工作面, 采空区处理不当就会引起老塘冲矸, 造成推棚或伤人事故, 在俯采工作面, 此问题尤为突出。3105 (里) 工作面主要采取的措施是:

(1) 放煤前将支柱进行二次补液, 防止在放煤过程中支柱发生歪扭现象。

(2) 严格控制剪网口高度, 距离槽沿不得大于100 mm。

(3) 采用“U”型网口, 便于联网封口, 严禁将网剪净。

(4) 遇到大煤块时, 要用大锤或风镐将煤块破碎, 严禁采用剪大网口的办法放大煤块。

(5) 放煤时, 安排专人观察顶板和支架情况, 发现异常及时处理。