林西矿 采煤工作面端头支架应用与研究.docx
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林西矿采煤工作面端头支架应用与研究
附件1
开滦（集团）有限责任公司
2015年技术创新计划项目
任务书
项目名称：
采煤工作面端头支架应用与研究
承担单位：
唐山开滦林西矿业有限公司
项目负责人：
刘云宽
参加单位：
生产技术部、相关回采单位
项目专业：
采、掘、
计划年度:
2015年度
起止年月：
2015年1月至2015年12月
填报日期：
2014年11月25日
开滦（集团）有限责任公司制
一、项目内容摘要
为了适应林西矿区向深部开采的需要，改善现有采煤工作面上、下端头顶板支护状况，采用理论与实践结合的方法，对新型综采端头及过渡液压支架进行了研制和现场应用分析研究。
综采端头液压布置于巷道与工作面交汇处，用以支护端头顶板，为保证工作面上下端头安全作业空间，并完成巷道老塘放顶作业，实现端头机械化。
煤矿综采工作面上下端头支护用的端头液压支架，由顶梁1、立柱2、底座箱、伸缩梁7等构成。
该端头液压支架可以实现自移行走，支护强度高、安全可靠、维修量小、效率高，能有效地维护工作面下安全出口，人员通过上下安全出口和横跨转载机安全方便。
同时端头支架的主要技术性能在于一是工作阻力大，支撑能力强；二是性能可靠，耐久性长；三是稳定性高，支护效果好。
通过对支架结构、支护强度、管路布置及工作面设计等的技术革新和对工作面输送机机头作业管理的分析，证明了该系列支架结构紧凑、支护强度高、技术先进、适应性强，安全价值和经济效益显着。
该系列支架应用于综采工作面的开采具有很好的参考价值和指导意义。
关键词
工作面端头支架；自移装置；安全出口
二、项目的立项背景和意义
工作面上、下端头出口处是综采工作面劳动强度大、危险系数高和事故频发的位置。
原使用单体支柱和2.4米木梁组成的抬棚维护顶板，单体支柱支护强度较低，稳定性较差，支设劳动强度大。
现端头采用过渡支架与端头支架支护，实现了端头支护作业的机械化、自动化，提高了顶板的支护强度。
综采工作面端头超前单体支柱支护时，工作效率低，用工多、不安全、耗时长。
如果使用端头超前液压支架后，端头超前支护实现机械化，支架可以迈步自移，其操作灵活简单。
支架的使用使综采工作面端头超前支护工作量大为减少，支护时间大大缩短，即减轻了工人的劳动强度，又节省了大量人力，提高了工作效率。
端头支架与转载机连接，能实现自身移架和推移转载机，使牵引转载机的效率大大提升,未使用端头支架前两端头超前支护人工使用量大，需要6人以上才可满足超前支护的工程质量与进度，需要耗时8小时以上，（两顺槽共需打30根密柱，45根超前单体柱）工人劳动强度大，且耗时长，大量占用生产时间。
使用端头支架后，端头支架仅需要支架工顺带操作，不用单派专人操作，工人劳动量减少，现仅需4名工人即可满足超前支护要求与进度。
端头液压支架操作灵活、方便、实用、安全、可靠，提高了上下出口支护强度，减少了综采工作面端头顶板事故的发生，各项经济技术指标均达到或超过设计要求，实现了安全生产，为今后林西矿区综采工作面端头支架的全面推广使用和改进积累了宝贵的理论和实践经验，应用前景广阔。
三、国内外现状及发展趋势
我国于1964年开始研制液压支架，已先后试制JMZ-1928型、7Z型、BZZC型、WMK-400型、DM-400型、YZ型、ZYZ型、ZY型等多种形式的液压支架，并在开滦、大同、阳泉、鹤壁、徐州、铜州、义马、淮北等局进行了试验和使用，取得了较好的效果。
1974年以来，从德国、英国、苏联和波兰等国引进了许多不同型的液压支架。
前苏联研制并投入使用的放顶煤液压支架主要有KM—81V型、KTV型和KAM-1C型，KAM-1C型带截割顶煤装置的放顶煤支架，其特点是：
支架带有一个可垂直面上下截割的液压传动刨煤装置，刨头后有吊挂掩护板，其下部可用输送机胶带做成的专用导槽将垮落顶煤导入后输送机。
排头支架上还装有端面护板，防止侧向阡石和煤进入支架，支架掩护板分两段，下段为刚性三角形结构，上端可活动提高来开采硬煤。
由于放顶煤长臂工作面端头支护空间大，设备多，工艺配合复合，所以端头的好坏直接影响到综放工作面产量，效率及安全情况。
法国改制成功了ACM型香蕉式端头支架，还试验了一种履带式端头支架。
1987年5月匈牙利在北京展出OVK-10型放顶煤端头支架的模型。
为了改进支架的支护性能，提高它对矿山地质条件的适应性，扩大使用范围，延长使用寿命，目前液压支架由下列几方面的发展动向：
大力发展掩护式和支撑掩护式支架，对其他形式的支架应逐步减少，原因是这些支架主要采用四连杆机构,使两端和媒壁之间的距离基本保持恒定;支柱支在顶梁上,提高支架的工作阻力;顶梁和掩护梁铰接,避免了两者之间产生的三角区;掩护梁和顶梁的主梁部分均装设侧护板,提高了支架的防护能力;采用整体自移式,便于支架操作和实现自动控制。
四、项目主要实施内容、技术路线、技术关键及创新点
一、研究、实施内容
1、研究论证端头支架在1021工作面的应用条件。
2、详细分析研究1021工作面顶板压力及地质条件状况。
3、综合研究并确定施工过程中具体的顶板支护控制方法技术。
4、研究解决施工过程中所遇到的各种技术问题。
二、技术路线
本项目全面搜集试验应用区域地质资料并进行充分论证分析，了解区域煤层厚度和赋存地质特点及顶底板情况，掘进期间充分探测煤厚，遇到水文、地质构造做好基础资料工作，并对上下巷道压力进行实时观测，随时对回采施工过程中巷道压力进行监测分析及所遇技术问题的解决，回采结束后的进行全面技术总结，为下步继续推广应用提供经验。
三、技术关键及创新点
1、端头支架对破碎顶板适应能力及端头支护与上角瓦斯防治相结合。
2、端头支架均不连接，有一定的自由度，以便运输机上窜（下滑）时互不干涉，对工作面倾角变化具有一定的适应性。
3、端头支架靠下帮的顶梁设置了合叶式侧护板，支护下帮煤壁，保护行人的安全。
技术路线图
工艺技术路线图：
全面分析掌握1021工作面的地质资料→进行端头支架在1021工作面的可行性论证→采购端头支架→安装1021工作面→施工过程中上下端头顶板压力监测分析及所遇技术问题解决→回采结束后的技术总结→其它工作面的继续推广应用。
五、预期目标（技术指标、经济指标、技术创新能力及社会效益）
技术指标：
（1）增强了下出口的支护强度，提高了出口安全可靠性，稳定性好。
（2）支架结构设计合理，防老塘窜矸效果好。
（3）端头支架实现了老塘放顶及时，减少瓦斯积存，利于工作面防瓦斯管理。
（4）减少工作面上下出口作业人员，减轻出口工的劳动强度，提高工作效率。
经济指标：
在技术指标达标的情况下，从安全、人工劳动成本和劳动效率着手初步分析，每月回采进度预计可增加15米，效益为：
160万元/月；劳动成本节约5人×4000元=2万元；安全效益无法估价；每月维修维护忽略不计，总经济效益估计在160万元/月以上。
技术创新能力及社会效益：
有效的解决了综采工作面端头支护强度小，顶坂控制困难，回撤时人员投入大，危险系数大，以及回撤浪费时间多等诸多弊端，减少了综采工作面端头顶板事故的发生，为综采工作面实现安全高效生产提供有力保证。
各项经济技术指标均达到或超过设计要求，实现了安全生产，为今后林西矿综采工作面端头支架的全面推广使用和改进积累了宝贵的理论和实践经验，应用前景广阔。
六、项目任务分工及进度安排
一、项目任务分工
1、1021工作面进行水文、地质勘探：
地测室
2、1021工作面掘进：
—；掘进三区
3、1021工作面支架安装：
—；准备区
4、1021工作面回采观测：
—；矿压组、综采三队
5、数据综合分析处理：
—生产技术部、综三队
二、项目实施进度安排：
2014年6月份开始对煤层赋存情况进行了探测，分析地质资料确定由规划发展部设计室进行工程设计。
2014年7月份掘进开始施工，同时进行煤层综采设备的选型，通过研究分析决定使用MXG-350型采煤机落煤，SGZ730/320型刮板输送机运煤，ZY3200-13/32型掩护式液压支架支护顶板，端头支架型号待定，到2015年4月份掘进工作完成，2014年5月份进行综采工作面进行安装。
2015年5月到2014年12月进行回采。
2015年12月进行回采技术总结。
七、现有工作基础、特色和优势
2014年6月11日，开滦集团综采端头及超前支护现场推进会议在范矿公司召开。
深入到范矿公司2120-2工作面，实地观摩了综采端头及超前支护设备等的使用和推广情况；范矿公司围绕设备及工作面概况、推广使用情况以及工作进行了展示。
范矿公司在安全高效矿井建设过程中，努力提升顶板管理本质安全化水平，解决回采工作面顶板支护难题，积极和广汇公司等生产厂家沟通，共同研究超前支架的使用方案；先后引进端头支架和多套超前支架，组建超前支架使用小组，确保了超前支架成功使用，提高了安全系数，提升了工作效率。
根据范矿公司超前支架使用情况及，统一标准，达到设计要求；要利用集团公司闲置设备来改造超前支架，达到投入少、见效快的目的。
林西矿学习借鉴范矿公司经验，结合自身实际加大顶层设计力度，加强各煤层条件分析，按照顶板类级分类标准，准确合理选择巷道支护形式，合理选择端头和超前支护方式，适应各煤层条件；要注重超前支架、端头支架推广使用中的经验总结，确保实现2015年安全生产。
八、经费预算单位：
万元（保留两位小数）
序号
预算科目名称
合计
补助经费
自筹经费
1
一、经费支出
405
自筹
2
（一）直接经费
405
自筹
3
1、设备费
330
自筹
4
（1）购置设备费
5
（2）试制设备费
6
（3）设备改造与租赁费
330
自筹
7
2、材料费
15
自筹
8
3、测试化验加工费
9
4、燃料动力费
10
5、差旅费
11
6、会议费
12
7、国际合作与交流费
13
8、出版/文献/信息传播/知识产权事务费
14
9、劳务费
30
自筹
15
10、专家咨询费
10
自筹
16
11、其它支出
20
自筹
17
（二）间接费用
18
其中绩效支出
19
二、经费来源
20
（一）申请补助经费
21
（二）自筹经费
405
补助经费拨付进度申请
第1年
第2年
第3年
金额
515
比例（％）
100
九、参加人员及分工
序号
姓名
年龄
职务/职称
学历
从事专业
工作单位
项目分工
1
刘云宽
工程师
副经理
本科
采煤
林西矿
施工负责人
2
赵兴元
高工
总工
本科
采煤
林西矿
技术负责人
3
李振国
高工
副总
本科
采煤
林西矿
回采
4
张代军
高工
副总
本科
掘进
林西矿
掘进
5
王永华
高工
副总
本科
规划
林西矿
设计
6
杨绍山
工程师
副主任
大专
采煤
林西矿
回采
7
韩帅
助工
副主任
大专
掘进
林西矿
掘进
8
张玉川
高工
副主任
本科
采煤
林西矿
回采
9
谢晋
工程师
管段
本科
采煤
林西矿
回采
10
邓辉
工程师
管段
本科
掘进
林西矿
掘进
11
12
项目负责人简介
姓名
职务
职称
学历
现从事专业
联系电话
刘云宽
副经理
工程师
本科
采煤
31158
个人资历
与业绩
（限200字）
刘云宽,采煤工程师,现任林西矿业有限公司生产副经理,在各种刊物上发表过多篇学术论文。
对在林西矿煤炭产业中提出宝贵建议和硬件保障，并积极组织项目实施，为林西矿的节能减排、循环经济提出新的思路，为林西矿今后的经济发展奠定基础。
十、承担单位意见
负责人：
（签字）年月日（盖章）
十一、二级公司意见
负责人：
（签字）年月日（盖章）
十二、主管部门意见
负责人：
（签字）年月日（盖章）
填写说明：
1、计划项目任务书由项目申报单位（即承担单位）会同参加单位详细填写。
2、项目专业分为：
⑴煤炭开采、⑵地测、防治水、⑶机电、自动化、信息化、⑷矿建、生产准备、⑸通风、安全、⑹洗选、煤质、⑺煤化工、⑻节能减排、⑼医疗卫生
附件2
2015年开滦集团公司技术推广项目汇总表
序号
项目名称
主要内容
现有技术基础
及应用情况
拟推广
方向
所创效益
（项目投入产出情况）
申报
单位
所属
专业
附件3
2015年开滦集团公司技术需求项目汇总表
序号
项目名称
需求内容（需解决哪些问题）
申报单位
所属专业
项目联系人/电话
抄送：
财务部，杨忠东，集团副总工程师。
开滦（集团）有限责任公司办公室 2014年11月7日印发
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