金山坡煤礦液壓支架選型設(shè)計

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1、金山坡煤礦液壓支架選型設(shè)計金山坡煤礦液壓支架選型設(shè)計第13卷第4期(總第83期)2008年8月煤礦開采CoalminingTechnologyVo1.13No.4(SeriesNo.83)August2008■匠贏酲國金山坡煤礦液壓支架選型設(shè)計蘇林軍(煤炭科學研究總院開采設(shè)計研究分院,北京100013)[摘要]針對金山坡煤礦9,11主采煤層的地質(zhì)條件,綜合考慮煤層儲量,生產(chǎn)接續(xù)和投資等問題,選用了一種能夠同時滿足9,11兩層煤需要的液壓支架,不僅節(jié)約了大量資金,而且提高了設(shè)備利用率,便于設(shè)備管理及備件組織.[關(guān)鍵詞]液壓支架;選型;設(shè)計[

2、中圖分類號]TD355.42[文獻標識碼]B[文章編號]1006-6225(2008)04-0070-02LeetotypeDesignofPoweredSupportinJinshanpoColliery1礦井地質(zhì)條件介休市連福鎮(zhèn)金山坡煤礦原為介休市連福鎮(zhèn)鎮(zhèn)辦煤礦,于2005年8月被山西義棠煤業(yè)有限責任公司收購,計劃建成一座年產(chǎn)0.9Mt的標準化礦井,礦井主采9,11兩層煤.9煤層厚度2.4～2.8m,平均2.6m.頂板為石灰?guī)r,厚2.0—3.2m,平均2.61m,底板為泥巖,厚2.0～4.0m.煤層傾角6～26.,一般不大于14..該

3、煤層為低灰,中硫主焦煤.煤層正常涌水量為280m/d,最大涌水量為460m/d.11煤層厚度2.7～3.3m,平均3.1m.頂板為砂質(zhì)泥巖,比較破碎,厚2.30～4.09m,底板為細砂巖.煤層傾角6～26.,一般不大于14..該煤層為中灰,低硫焦煤.2液壓支架選型金山坡煤礦的綜采接續(xù)為9煤層和11煤層交替開采,若9煤層和11煤層分別采用不同型號的支架,則用于開采9煤層的支架需要2套,用于開采11煤層的支架也需要2套,共需要4套支架,大大增加了投資.為了節(jié)約資金,提高設(shè)備的利用率,方便設(shè)備管理及備件采購,在滿足地質(zhì)條件要求的前提下,盡可能統(tǒng)

4、一架型.2.1支架基本參數(shù)的確定2.1.1支架支護強度的確定計算支架支護強度,一般采用下面兩種方法計算,取其中的最大值.(1)按巖石重力密度法公式計算:P…一式中,P為支護強度,kN/m;h為采高,m;為頂板巖石重力密度,kN/m;K為巖體碎脹系數(shù);/Z為安全系數(shù).(2)根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的回歸公式計算:P=72.3h+4.5L.+78.9B一12.24N一62.1式中,L為基本頂周期來壓步距,m;B為控頂距,m;N為充填系數(shù),直接頂與采高的厚度比.上述公式中,9煤層和11煤層原始參數(shù)如表1所示.將其代入支護強度計算公式,得如下結(jié)果:表1煤

5、層原始參數(shù)——!竺!9煤層2.8251.352.5304.11.1411煤層3.1251.352104.022按巖石重力密度法公式計算,9煤層支架支護強度P=500kN/m,11煤層支架支護強度P=443kN/m.根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的回歸公式計算,9煤層支架支護強度P=585kN/m,11煤層支架支護強度P=496kN/m.綜合上述兩層煤的計算結(jié)果,支架支護強度取上限值,即支護強度P:585kN/m.2.1.2支架額定工作阻力確定根據(jù)支架的支護強度及結(jié)構(gòu)參數(shù),可以確定支架的額定工作阻力,計算公式如下:Q=C?P?B?Sc/K式中,Q為液壓支

6、架額定工作阻力,kN;C為備用系數(shù),一般取1.1～1.2,此處取1.15;S為支架中心距,取1.5m;K為支撐效率,二柱掩護式支架取0.85.[收稿日期]2008—05—07[作者簡介]蘇林軍(1967一),男,河南唐河人,碩士,高級工程師,現(xiàn)從事液壓支架研究工作.70蘇林軍:金山坡煤礦液壓支架選型設(shè)計2008年第4期代人計算公式,可得支架工作阻力Q=4867kN.參考標準MT/169—1966中的規(guī)定,根據(jù)以上計算結(jié)果取整,綜合考慮初撐力和工作阻力的比值,立柱缸徑等因素,取額定工作阻力為Q=5000kN.2.1.3支架結(jié)構(gòu)高度的確定(1

7、)支架最大結(jié)構(gòu)高度(H)的確定:9煤層厚2.4—2.8m,平均厚2.6m.支架最大采高采為2.8m,支架最大結(jié)構(gòu)高度比最大采高妥大0.2m,即:H1=采+0.2=3.0m11煤層厚2.7—3.3m,平均厚3.1In.支架最大采高采為3.3m,支架最大結(jié)構(gòu)高度比最大采高采大0.2m,即:H1=采+0.2=3.5m綜合考慮兩層煤的采高要求,取支架最大結(jié)構(gòu)高度為3.5m.(2)支架最小結(jié)構(gòu)高度()的確定:支架的最低結(jié)構(gòu)高度要滿足兩層煤最小采高時的頂板下沉量,采煤機和輸送機的配套以及整架運輸?shù)纫?確定支架最小高度為1.7m.綜上所述,金山坡煤礦

8、開采9煤層和11煤層所用的支架型號可以統(tǒng)一為ZY5000/17/35型掩護式液壓支架.2.2支架主要結(jié)構(gòu)形式頂梁形式9煤層直接頂為石灰?guī)r,其完整性較好,而11煤層的頂板為破碎頂板,其完整性較差