综采支架选型方案.docx
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综采支架选型方案
前言···················································3
(一)矿井及煤层概况·····································3
(二)矿方意见···········································4
(三)公司推荐方案·······································4
(四)选用ZY2400/08/16型液压支架的理由及可行性··········5
(五)工作面顶板压力的估算及支架的支护强度················6
(六)劳动组织············································7
(七)主要经济技术指标及效益估算··························8
(八)、机组、刮板输送机、转载机、皮带机选型原则、主要技术参数合理性:
················································9
(九)ZY2400/08/16型掩护式压支架材质及工艺说明··········10
(十)落煤方法··········································12
(十一)安全措施·········································13
(十二)优惠条件········································14
(十三)结论·············································14
(十四)支架技术参数····································15
一、矿井及煤层概况
山东鑫国煤电有限责任公司为一老矿井,地质储量200万吨,可采储量150万吨,为立、斜井开拓,设计生产能力40万吨,有可采煤层6层,本次设计薄煤层32#煤层,并兼顾9#煤层,设计工作面走向长度400米,倾斜长度80米。
32#煤层为稳定煤层,煤层厚0.8—1.3米,平均煤厚1.1米。
煤层倾角8—12°,煤质硬度f=1.5—2,,煤的容重1.35t/m3。
煤层埋深130—140m。
32#煤层伪顶为粉砂岩厚0.15m,直接顶粉砂岩厚3.0m;煤层伪底泥质砂岩厚0.3m,其下为粉砂岩厚2.0米。
伪顶硬度系数f=2,伪底硬度系数f=3。
9#煤层0.7—1.8m,平均厚度1.38m,内含0.05—0.5m夹矸,硬度较大。
直接顶为灰色泥灰岩,厚0—2.7m,裂隙发育,f=3—4,底板为黑色泥灰岩,厚0.6—4.86m,f=2—3。
副井罐笼尺寸较小,大型设备只能运输从斜井运输。
因斜井下车场原砌碹100m段宽度较窄,支架设计宽度不超过1.2m。
原采煤方法:
MG—100型机组落煤,SGB620/40T型刮板输送机运煤,DW14—30/100单体支柱控顶。
从矿领导及下井了解知,顶板垮落跟顶1—2m,矿压显现不明显,选择支架工作阻力可不需要偏大。
二、矿方意见
1、采用走向长臂后退式采煤,综采液压支架+机采落煤+刮板机运输,平巷配置转载机搭接可伸缩式皮带运输。
2、选择支架依32#煤为主,并兼顾9#煤层采高要求,支架宽度不大于1.2m,若32#煤厚度影响通机,可考虑机组割底0.3m。
3、所选支架要体积小、重量轻、强度高、适合该矿井煤层高度的要求、其运输、安装方便。
4、工作面支架、溜子配套:
轻型液压支架、液压牵引采煤机、刮板运输机。
以提高工作面的生产、运输能力。
三.推荐方案
1、根据32#、9#煤层煤厚综合考虑,选用ZY2400/08/16型掩护式液压支架支护顶板。
相应配套设备选用MG160/360—BWD型采煤机落煤,SGZ—630/180型刮板机运输,循环进度0.6米,三班生产,边采边准,每班5个循环。
2、配备部分单体液压支柱、铰接顶梁或π梁作为上下顺槽超前支护。
四、选用ZY2400/08/16型掩护式液压支架的理由及可行性:
1.选型原则:
安全可靠,技术可行,投资少,因井而宜。
2.选型理由及可行性:
(1)根据32#、9#煤层厚度特点,我公司推荐ZY2400/08/16型掩护式液压支架。
支架最小高度0.8m,最大高度1.6m;采高范围1.0—1.5m。
支架宽度1.19米,中心距1.25m,工作面长度80米,需支架64架。
(2)支架采用整体顶梁四连杆机构,刚性强、结构紧凑、护顶稳定性好,适用中等稳定及以下顶板。
对煤层厚度变化大的工作面也有较强适应性。
(3)支架采用即时支护方式设计,能随机组割煤能对机道顶板进行及时支护,可有效控制机道顶板。
(4)支架采用缸径125mm的平衡千斤顶,使支撑合力靠近煤帮,可有效防止支架端面处顶板的早期离层和破坏,非常适合不稳定煤层采煤。
(5)支架通过优化设计,减少底座前端比压,选用整体刚性半开挡底座。
底座中后部底板敞开,便于浮煤及碎石排出。
底座前端为圆弧结构,可防止移架啃底。
(6)支架采用单侧护板设计,以利于工作面调架。
五、工作面顶板压力的估算及支架的支护强度
(1)、工作面顶板压力估算:
根据煤层采高及顶板岩性估算顶板压力
Q=1000×n×h×r×9.8×10-6/μ=
1000×8×1.5×2.5×9.8×10-6/0.85=0.35MPa
式中:
Q----支架支护强度,Mpa;
n----与煤层底板分类相关系数,取8;
r----岩石容重,取2.5T/M3;
h----工作面最大采高,取1.5m;
μ---支护效率,取0.85.
(2)、经验岩重法估算(按支撑采高8倍的上覆岩重估算)
PZ=8hr×10-5/0.85(式中字母含义同上式)
=8×1.5×2500×10-5/0.85=0.36MPa
(3)、ZY2400/08/16型掩护式液压支架主要技术特征表如一:
表一
序号
名称
参数
说明
1
支架最小最大高度
0.8—1.6m
2
工作阻力
2400KN
39Mpa
3
初撑力
1972kN
31.5Mpa
4
中心距
1250mm
5
支架宽度
1190—1330mm
6
可采煤高度
1000-1500mm
7
支护强度
0.50Mpa
8
对底板平均比压
1.26Mpa
9
支柱缸径/数量
¢200mm/2根
10
主梁长度/端面距
3377/306mm
11
移架步距(本架操作)
600mm
12
外形尺寸长×宽×高
4464×1190×800
13
支架重量
5.6t6.6吨
根据以上计算结果,顶板压力0.36Mpa小于ZY2400/08/16型掩护式液压支架支护强度0.50Mpa,故选用ZY2400/08/16型掩护式液压支架能满足支护强度要求。
选择支架如下配套图:
ZY2400/08/16型掩护式液压支架配套图
六、劳动组织:
32#煤层回采工作面长度80米,平均煤厚1.1米,采用ZY2400/08/16型掩护式液压支架管理顶板,可三班生产,采准平行作业,采煤机截深0.6米,每日完成15个循环。
每班工作人员配备如下:
工作面每班有一名班长负责组织生产,配有质量验收员、采煤机司机、移架工、清理浮煤工、维修工、泵站司机等相关工种操作人员若干名。
工作面人员配备见劳动组织图表表二
序号
工种
一班
二班
三班
合计
1
班长
1
1
1
3
2
质量验收员
1
1
1
3
3
采煤机司机
3
3
3
9
4
移架工
2
2
2
6
5
清理浮煤工
4
4
4
12
6
端头维修工
2
2
2
6
7
支架维修工
2
1
1
4
8
泵站司机
1
1
1
3
9
机电维修工
2
1
1
4
10
合计
18
16
16
50
实际出勤率50÷85%=59人
七、主要经济技术指标及效益估算
根据32#煤层煤厚选用ZY2400/08/16型掩护式液压支架支护顶板煤层产量预计(保守估计):
机采工作面长度80米,平均采高1.1米,煤炭容重1.35T/M3,循环进度0.6米,工作面回收率98%,每天完成15个循环,每月30天,每年按300天计算产量。
即每个原班产量:
80×0.6×1.1×1.35×98%×15=1050(含矸1365)吨。
按正常开机率50%,小时生产能力为:
1050÷8÷3÷0.5=88.0(含矸114)吨
按机组最大速度6.7m/min的60%计,小时生产能力:
1.1×0.6×1.35×4.0×60=214(含矸270)吨
月产量:
1050×30=31500吨
年产能:
31500吨×10=31.5万吨。
八、机组、刮板输送机、转载机、皮带机选型原则、主要技术参数和合理性:
(一)选型原则
机组割煤量<刮板输送机运煤量<转载机运煤量<带式输送机运煤能力。
(二)主要参数
(1)机组
MG160/360—BWD采煤机,采高1.0—1.6米,截深0.63米,滚筒直径0.9米,牵引力261KN,牵引速度0—6.7米,液压无链电牵引,供电电压1140V,使用倾角≤30°,机身高678mm,卧底量156mm,机重20吨
(2)刮板机
SGZ630/180型刮板机,输送量350吨/小时,设计长度150米(实际长度80米),链速1.0米,电机功率2×90千瓦,刮板链规格∮22×86—C,中部槽尺寸(长×宽×高mm)1500×590×190,铸焊(山东新煤机械有限公司)。
(3)SZB730/40型桥式转载机
SZB730/40型桥式转载机,输送量400吨/小时,设计长度40米,链速0.86米,电机功率55千瓦,刮板链规格∮18×64,中部槽尺寸(长×宽×高mm)1500×630×550,重量22吨(山东新煤机械有限公司)。
(4)DSJ80/40/2×40带式输送机
DSJ80/40/2×40带式输送机,设计长度400米,带宽800mm,带速2.0m/s,输送量450吨/小时,电机功率2×40千瓦,机头尺寸(宽×高mm)1891×1385,重量43.5吨(山东新煤机械有限公司)。
(三)设备选择合理性
机组割煤量<刮板运输机运煤量<转载机运煤量<带式输送机运量。
实际选择机组割煤量、刮板运输机运煤量、转载机运煤量、带式输送机运输量为:
机组小时割煤量214(270)吨/小时<刮板运输机350吨/小时<转载机400吨/小时<带式输送机450吨/小时。
选择设备符合要求。
九、ZY2400/08/16型掩护式压支架材质及工艺说明
1.组焊件:
本支架组焊件(包括顶梁、前伸梁、顶梁活动侧护板、掩护梁、掩护梁活动侧护板、前连杆、底座、推杆等)均采用Q460、Q550级高强度合金结构钢板和16Mn普通低合金结构钢板材组焊;厚度均为GB709-88热轧钢板尺寸系列中支架常用优选规格。
其中16Mn高强度合金结构钢板材占组焊件重量约40%左右。
Q460、Q550级高强度合金结构钢板材占组焊件重量约60%左右。
2.液压缸及活塞杆:
本支架所有液压缸、立柱用管材均采用27SiMn,管材规格均选用支架常用优选规格。
活塞杆采用40Cr或27SiMn棒材。
立柱、推移千斤顶、平衡千斤顶的密封件均采用聚氨脂材料。
3.销轴、导杆类:
销轴类中,较重要销轴均采用30CrMnTi棒材,重量约占80%;其余均采用40Cr棒材,重量约占20%。
销轴、导杆均镀锌、钝化处理。
4.液压系统:
所有阀类(型号、厂家)要求生产厂家严格按设计图纸组织配套。
本支架采用400L/min大流量阀和125L/min小流量阀。
主进液管路为
25高压胶管。
主回液选
32高压胶管。
架内连接操纵阀进回液管选用
19高压胶管。
5.阀类:
安全阀选用100升安全阀;液控单向阀为200升流量;其余阀均为支架常用优选系列且较为成熟型号。
6.高压胶管及接头等附件:
高压胶管选用“青岛”胶管,接头及附件均选用专供煤矿井下使用的优选系列型号。
7.工艺要求:
本支架组焊件中主要装配孔,均要求部件组焊后整体镗孔。
高强度板组焊后均需进行消除应力处理。
8.支架型式试验及验收标准:
本支架按《液压支架技术条件》MT312-2000标准执行。
十、落煤方法
1、采煤机进刀方式见附图:
采煤机进刀示意图
采煤机采取端部自开缺口、斜切进刀的方式;斜切进刀段长度不少于20m,进刀深度0.6m。
(1)采煤机位于上端头进刀处上行割三角煤。
(2)采煤机下行割煤至下出口,其上推移刮板输送机。
(3)采煤机在下端头向上斜切进刀。
(4)采煤机下行割三角煤,再返刀上行割煤至上出口。
(5)采煤机向下割煤斜切进刀。
2、采煤机割煤方式
(1)采取双向割煤;即煤机从上部进刀处上行割三角煤,再反刀由上向下割煤;割煤至下出口后斜切进刀,煤机从进刀处下行割三角煤,再反刀由下向上割煤;割煤至上出口后斜切进刀,再进行下一循环的割煤。
(2)采煤机以0-4m/min的速度进行割煤,下行割煤时采用下滚筒割顶煤,上滚筒割底煤的方式;上行割煤时采用上滚筒割顶煤,下滚筒割底煤的方式。
(3)采煤机割煤时,煤机上下5m范围内严禁与其它操作平行作业。
3、牵引方式:
采用铸造锯齿轨做轨道自行牵引
十一、安全措施
(1)工作面开采前,矿方要制定强制放顶安全措施,随同作业规程一起学习考试.
(2)成立强制放顶专业队伍,对老空区悬顶及时进行强制放顶。
(3)初采工作面推出5米,顺工作面每5米打一组炮眼,每组两个炮眼,位置在支架切顶线内侧0.5米处,沿走向与顶板夹角75°—85°,方向朝向空区顶板。
每组强制放顶炮眼相距0.15米,夹角15°,眼深3-4米,每个炮眼用两个同等型号的电雷管引爆,药卷外用炮泥封实,当班炮眼当班放完。
(4)随工作面推进,悬顶走向超过20米,斜长超过面长的三分之一,按上述相同的方法进行强制放顶.强制放顶时,除放炮员外,工作面其他人员全部撤出。
(5)放炮母线拉线长度正常情况不低于200米,据工作面上下出口不少于150米,并在躲避洞内进行。
(6)当工作面走向推出40米、经强制放顶顶板仍未冒落,应组织专家会诊,制定安全措施后方可生产。
(7)正常推进中,若顶板不冒落,可沿走向每6—8米,设一棵直径为12cm的砍口信号柱,信号柱设在距上下顺槽各三分之一处(一次采全高)。
并设人注意观察顶板,发现问题及时汇报处理。
(8)生产中,发现顶板震顶,片帮、煤帮压酥等情况跟班领导应停止生产立即撤人。
十二、优惠条件
1.保质期:
易损件保质期半年,焊购件保质期二年,质保期内免费更换配件,质保期外优惠优先提供各种配件。
2.随机配件;随机配送二套专用工具;架子图纸1套。
3.交货期:
交货期为90---120天。
4.制造厂家无偿派资深专家为矿方进行指导安装、调试及人员培训,直至矿方人员能够独立操作我方人员方可撤回。
在矿方使用过程中,如果发现质量问题,在接到矿方电话后,8小时内到达矿方。
5.付款方式:
预付款30%,交货款(进度)45%,安装调试完毕付款20%,质保金5%一年内付清。
十三、结论:
根据矿方要求和方案拟选可以看出,选用ZY2400/08/16型掩护式液压支架配MG160/360—BWD采煤机生产,方案完全可行。
本报告仅简述液压支架在该矿使用的可行性,也恳请矿方领导、工程技术人员及专家一同切磋交流优化最佳支护方案,实现我们协作的双赢。
报告人:
贺成云采煤专业高级工程师
山东新煤机械有限公司
2011年5月26日
附:
山东鑫国煤电有限责任公司方案支架详细技术性能参数:
掩护式液压支架
1.1ZY2400/08/16型掩护式液压支架主要技术参数
1.1.1支架总体参数:
型式:
ZY2400/08/16型掩护式液压支架
最大高度(mm)1600
最小高度(mm)800
支护高度(mm)1000-1500
额定工作阻力(KN)2400(P=39MPa)
初撑力(KN)1978(P=31.5MPa)
支架中心距(mm)1250
支架宽度(mm)1190~1330
推移行程(mm)600mm
泵站压力31.5MPa
操作方式本架或邻架控制
运输尺寸(mm)4464×1190×800
(2)立柱、千斤顶主要技术参数
①立柱:
2根
型式双伸缩
缸径/柱径200/190,160/130mm
行程740mm
初撑力989KN(31.5MPa)
工作阻力1200KN(39MPa)
②平衡千斤顶外注式两根
缸径/杆径125/70mm
行程236mm
初撑力(推/拉)385/264KN(31.5MPa)
工作阻力(推/拉)486/334KN(40.0MPa)
③推移千斤顶外供式1根活动活塞
缸径/杆径125/85mm
行程750mm
推力/拉力178/207KN(31.5MPa)
④侧推千斤顶外供式3根
缸径/杆径63/45mm
行程140mm
推力/拉力99/49KN(31.5MPa)
资金投入预算
(1)掩护式液压支架,工作面面长80米,用支架64架(设过渡架)。
工作面支架每架7.6万元,64架支架资金486.4万元。
(2)上下顺槽超前支架30米,资金16.0万元。
(3)MG160/360—BWD采煤机每台220万元(参考价)。
(4)SGZ630/180型刮板机一部,资金120万元。
(5)SZB730/40型桥式转载机,资金45万元。
(6)DSJ80/40/2×40带式输送机一部,资金52万元。
(7)BRW200/31.5乳化液泵站一台(两泵一箱),资金25万元。
合计资金964.4万元。