悬移支架炮采工作面职工培训Word格式文档下载.docx
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20世纪80年代末以来,放顶煤开采技术逐渐发展到普采和炮采工艺中,形成了一系列不同支护方式的放顶煤开采技术,如单体支架放顶煤、滑移支架放顶煤、悬移支架放顶煤,整体顶梁组合悬移支架放顶煤等,河南省的大部分中小煤矿,陕、鲁、黑、辽、晋、冀、皖等省的部分矿井,都陆续采用和推广了此类放顶煤技术。
郑煤集团自1991年开始与中国矿大、北京开采所、河南省煤炭科研所、郑州煤机厂、沈阳煤炭研究院、河南理工大学等院校、科研院所联合对豫西“三软”不稳定煤层放顶煤采煤工艺进行技术攻关,试验应用一次采全厚综采、炮采放顶煤工艺,特别是厚煤层中单体液压支柱配铰接顶梁或π型钢梁炮采放顶煤方法,因支架结构简单、重量轻、安装运输方便等优点,发展较快,采面产量大幅度提高,采面平均单产由分层开采时2万吨提高到4万吨,集团公司由生产能力500万吨一跃成为1000万吨以上的煤炭生产基地。
经过十几年来的生产实践,单体液压支柱配π型钢梁支护形式炮采放顶煤产量已达极限,同时该种支护形式存在着稳定性差,容易漏顶、冒顶、支柱钻底、作业空间小、作业环境差等安全管理问题。
为提高炮采工作面安全可靠性和采面单产水平,急须对炮采工作面支护形式进行支护改革。
通过对不同类型支护装备的认真考察、研究,对整体顶梁组合悬移支架的适用性及其优、缺点进行了较为详细的研究和论证,初步认为ZH1600/16/24Z型整体顶梁组合悬移液压支架可能比较适合郑煤集团“三软”煤层赋存条件,2007年在大平矿的15071工作面安装一套整体顶梁组合悬移支架进行试验研究,现场通过对“三软”不稳定煤层开采矿压显现规律观测、支架强度、支架稳定性、控制煤壁片帮、放顶煤、支架运行适应性等一系列技术问题进行了较为深入的研究与实践,并通过对“三软”煤层炮放组合悬移支架与围岩相互作用的数值模拟研究。
解决了原支护形式存在的稳定性差,容易漏顶、冒顶、支柱钻底、作业空间小、作业环境差等安全管理问题。
达到了采面支护安全可靠、减人提效、节约材料目的。
组合悬移支架的特点主要有六个方面:
一是安全可靠,因组合悬移支架顶梁是由两根托梁连接在一起的,与π型钢梁配单体液压支柱支护和综采支架相比,杜绝了顶板漏顶、冒顶、倒架、错架、背架等现象;
二是节约支护材料,因顶板护顶是由长3米宽1米的顶梁实现的,因此每年可节约大量的荆芭、椽子等材料费;
三是提高单产和工效,采面单产与π型钢梁配单体液压支柱支护相比可提高25%,相同条件工作面作业人员可减少1/3;
四是降低劳动强度,由于移架、支护、推溜等工序全部实现液压控制,工人只需操作控制阀组手把就可完成,因此大大降低了工人的体力;
五是提高了煤炭回收率,因组合悬移支架可实现连续放煤,没有脊背损失,所以煤炭回收率较高;
六是改善作业环境,因组合悬移支架只有两排支柱,比π型钢梁配单体液压支柱支护相比少一排支柱,工人作业空间增大。
经测算,使用组合悬移支架工作面每年仅材料费一项就可节约100余万元,采面单产由原来4万吨提高到5万吨,提高了25%,具有明显的经济和社会效益。
第二章整体顶梁悬移液压支架性能介绍
一、支架型号说明
ZH1600/16/24Z
整体顶梁
架最小/最大支护高度:
dm
额定工作阻力:
kN
滑移类支架
二、支架结构
翻转梁支架结构示意图
伸缩梁支架结构示意图
端头支架结构示意图
1、顶梁:
顶梁是一个长方形整体箱式结构,其作用是支撑顶板。
移架千斤顶及主管路系统安装在顶梁内,前侧有伸缩梁或护帮翻转梁。
2、托梁:
托梁是一个方形的箱体结构。
分前、后两个托梁,由托梁联接杆将前、后两个托梁相联。
用安全吊挂装置将托梁安装在顶梁下方的轨道槽内,使其能沿着顶梁底面向前滑动。
全工作面的支架,通过托梁套联接为一个整体,实现支架的整体稳定性。
当任意一架支架准备向前移动时,该支架的立柱被卸载并提起,这时顶梁落在托梁上,由托梁承载前移中的顶梁。
支架托梁体内装有预压装置,即使支架不接顶,立柱也有一定的的支撑力,使其不会晃动。
3、挡矸板:
挡矸板分上、下挡矸板两种,它的作用是阻止支架后方垮落物涌入工作面。
4、翻转梁或伸缩梁:
翻转梁长400㎜,是一个半箱体结构,铰接在顶梁的前方,通过翻转千斤顶来带动其翻转并护顶;
伸缩梁最大伸缩长度800㎜,平时缩在顶梁里,由两个伸缩油缸控制。
5、立柱:
与顶梁铰接,是支架的支撑部件,它通过顶梁承载顶板的压力,同时通过挡矸板承受来自冒落区的压力,防止冒落的矸石从支架后方窜入架间和工作面。
该支架标准配置为4根Ø
110缸径的立柱。
集中控制式立柱主要由活柱、缸体、导向套、底座、柱鞋、液控单向锁、安全阀、密封件等零部件组成。
缸径:
Ø
125mm
柱径:
105mm(外注式),Ø
95mm(集中控制式)
行程:
800mm
支撑力:
190~299KN(对应泵站压力20~31.5MPa)
提柱力:
17~27KN(外注式),48~76KN(集中控制式)
(对应泵站压力20~31.5MPa)
6、移架千斤顶:
移架千斤顶是一双作用式液压缸,其缸底与顶梁前端铰接,活塞杆与后托梁铰接。
活塞杆伸出时推动顶梁前移,活塞杆收缩时拉动托梁前移。
100mm
70mm
推力:
157~247KN(对应泵站压力20~31.5MPa)
拉力:
81~126KN(对应泵站压力20~31.5MPa)
7、翻转千斤顶:
集中控制式炮采放顶煤支架有翻转千斤顶,它是一个双作用式液压缸,其缸底与顶梁铰接,活塞杆与护帮翻转梁铰接,由其活塞杆的伸缩来带动护帮翻转梁旋转。
63mm
45mm
240mm
62~98kN(对应泵站压力20~31.5MPa)
30~48kN(对应泵站压力20~31.5MPa)
8、液压管路系统:
液压系统由流量大于80L/min、工作压力为31.5Mpa以上的乳化液泵站、主管路、支管路、各种液压阀、三通、直通、过滤器、注液枪等液压元件组成。
三、支架特点
1、整体性好:
顶梁部分是一个整体箱式结构,所以全面掩护顶板。
2、可用于松软底板工作面:
支架在坚硬底板工作面使用时可不用底盘。
移架时,顶梁落在托梁上。
组合支架是4柱全部提起后移架,松软底板或遇水膨胀的泥岩底板,立柱容易下陷,虽然对支架移架影响不大,但是需要采取措施,尽量保证工作面的正常高度,有利于通风及保持合理的行人通道。
3、支架稳定性好:
由于全工作面支架通过托梁系统被联为一个整体,所以稳定性好。
4、工作阻力可选范围大:
由于支架的特殊结构,对立柱的重量要求基本无限制,可选用大直径立柱支护顶板。
5、一部运输机实现开帮煤、放顶煤。
项目
单位
参数
备注
支架最大高度
mm
2400
支架最小高度
1600
支架中心距
1000
支架长度
2800~3000
端头3600~4000
支架步距
800
翻转梁长度
400
伸缩梁800
立柱数量
根
4
立柱缸径
110或Ø
125
选用大直径的立柱
顶梁用增强型
最大件重量
Kg
泵站工作液
M-10乳化液
浓度5%
泵站额定压力
MPa
20~31.5
在20~31.5MPa之间根据实际情况选用
额定工作压力
42
额定工作阻力
KN
1600~2000
支护强度
0.47~0.53
对应控顶距为3~3.4m
额定初撑力
760~1200
对应20~31.5MPa
对底板最小比压
4.2
支护阻力760KN时
对底板最大比压
8.8
支护阻力1600KN时
操作方式
顶梁为邻架操作,立柱为本架操作
四、主要技术参数
五、工作面断面
集中控制炮采放顶煤支架工作面断面示意图
第三章整体顶梁组合悬移液压支架工作面安装
一、整体顶梁组合悬移液压支架安装
1安装前准备工作
(1)安装工具及材料准备见表4-1
序号
名称
规格
数量
备注
1
手拉葫芦
2吨
个
2
大锤
3
撬棍
1.5米
2~4
小撬棍
0.5米
5
棘轮扳手
M24
把
6
活板手
300
7
刻丝钳子
8
绳套
8钢丝绳
9
单体液压支柱
2.5米
10
π型梁
3米
(2)工作面准备
a、将乳化液泵站安装调试好,接一条Φ19mm的液压主管路到工作面,支架安装位置配备3~4把注液枪。
b、开切眼:
开切眼与上、下顺槽垂直,根据支架长度要求,掘进时采用3.5m×
2.5m的对棚工字钢支护,支架安装时使用3.5m的坑木对棚支架进行改造,改造后净上宽大于3.1m、净下宽4.2m、高2.2m。
2安装顺序:
根据支架运输关系,一般工作面采用从下向上顺序进行安装;
也可采用由上向下顺序安装,但这种方法往往受以安装好支架的立柱影响作业空间缩小,不利于支架向工作面运输。
工作面基本支架全部安装完毕,最后安装端头支架。
3安装方法
(1)顶安装梁
为确保安装后的顶梁尽可能与上、下顺槽平行,与切眼垂直,安装前拉出工作面切眼的中线,安装所有顶梁以此线为准。
安装第一架时,选择好起吊的坑木梁,坑木梁使用两根单体柱进行加强支撑,单体柱初撑力不低于50KN,将三个(上方2个,下方1个)手拉葫芦吊挂在坑木梁上。
同时拉动三个手拉葫芦,将顶梁拉起到1.5m以上可安装立柱的高度,安装四根立柱,再安装柱鞋。
巷道受压局部变形升不到1.5m时可提前将柱底位置处挖坑,满足安装立柱需要。
给支架对角的两根立柱同时注液,顶梁接顶后,再给其余两根立柱注液,打足初撑。
调整顶梁的方向,使其符合生产要求,整个过程中手拉葫芦受力适当。
开切眼坡度≥15度时,摘除手拉葫芦前使用两根单体柱斜撑在支架下侧,严防支架倾倒。
首架具有定位性质,需上尺拉线,且安装时最不稳定,须专人指挥,确保安全。
安装第二架时,可加固一根起吊的坑木梁,下方的手拉葫芦挂在安装好的顶梁上。
以同样的方法使顶梁接顶后,用托梁套和连接销将两架顶梁连接为一个整体,撤掉手拉葫芦。
以此类推往下连续安装。
(2)安装液压管路系统时,要把接头、接口冲洗干净,检查密封圈是否完好,U型卡子要插入到位。
主管路系统安装可滞后支架安装1~2班,保证作业过程不相互干扰。
(3)安装上、下挡矸