并联顶梁液压支架（精选七篇）
并联顶梁液压支架 篇1
1 工作面地质概况
东部29# 右三工作面走向长390 米, 倾斜长130 米, 煤层倾角24°, 煤层平均厚度为2.2 米, 可采储量14 万吨, 煤层赋存稳定, 伪顶为厚度0.3 米的页岩, 直接顶为直接顶为硬质白砂岩, 厚3- 5m, 老顶为坚硬白砂岩厚21.5m, 底板为坚硬白砂岩。
2 回采支护方案的选择
该工作面传统的开采方法是:工作面采用DZ25- 30/100 型单体柱配木顶帽, 柱排距0.6×0.6 米, 最小控顶距3.4 米, 最大控顶距4.0 米, 四排五柱末排对柱, 工作面进一刀, 工人在放顶时需要回双排柱, 如工作面伪斜时, 易窜矸, 不利于安全生产, 同时周期压期间, 单体柱大量损坏不可修复, 每个月木顶帽消耗费用高。
工作面采用BDY- 并联顶梁滑移液压支架支护顶板, 每组2 梁4 柱 ( 主副梁各2 柱) 。 工人通过操作操纵阀实现支架滑移, 极为方便省力, 不用人工回柱放顶, 安全性高。
通过比较, 决定在东部29# 右三工作面顶板采用BDY- 并联顶梁滑移液压支架支护。
3 采煤工艺
3.1 工作面装备参数
工作面采用MG- 150/375- W采煤机配SGB- 630/220 刮板运输机, 支护采用BDY- 并联顶梁滑移液压支架, 梁长2.95 米, 架宽0.76 米, 架高1.7~2.5 米, 架间落差75 毫米, 移架步距0.8 米, 每架5 柱, 支架总重量1800 公斤, 采用BRW125/31.5 乳化液泵, 下巷采用SGW- 40T/ 一台搭接SJ- 80 型皮带一台用于煤炭运输。
3.2 工作面支架布置方式
工作面沿倾斜方向将BDY- 并联顶梁滑移液压支架排列布置, 支架间距0.24 米, 支架中心距1.0 米, 顶梁平行于工作面走向, 最大控顶距3.7 米, 最小控顶距3.1 米, 上下端头支护各采用四根长度为3.2 米的钢梁配单体柱, 上下两巷超前支护采用单体柱配HDJA- 1000 型金属铰接顶梁。
3.3 顶板管理方法
采用全部垮落法管理顶板。
4 BDY- 并联顶梁滑移液压支架存在的优缺点及应采取的措施
通过使用, 我矿认为BDY- 并联顶梁滑移液压支架存在着一定问题, 主要体现以下方面。
4.1 主要优点
(1) 滑移支架便于顶板管理, 尤其是托伪顶开采或复合性顶板, 并联顶梁和前探梁联合使用, 能保证顶板完整, 不会出现漏顶现象。
(2) 滑移支架在采场采用齐梁齐柱控制顶板, 缩小了控顶距, 提高了工作面初次放顶安全系数。
(3) 滑移支架支护强度大, 能有效控制采场冒顶及压垮工作面事故。
(4) 滑移支架减轻了工人的劳动强度。 工作面采高发生变化时, 不需要调柱, 由于滑移支架采用液压控制, 不需要人工回柱, 同时操作方便, 工作面放顶后不用人力回柱、升柱, 简化了工序, 降低了工人的劳动强度。
(5) 滑移支架增加工作面的安全度。 工作面各工种作业时, 工人在顶梁的掩护下作业, 顶梁与顶板的接触面积为0.6m2/m, 而顶帽与顶板接触面积为0.16m2/m, 对比可以看出提高3.7 倍, 工作面伪斜时, 采空区冒落后, 不埋柱, 安全上明显提高。
(6) 经济效益高, 节省大量费用。 原煤2010 年元月份与2009 年11 月份相比, 月产量增加9600 吨, 提高了29.9%, 使用BDY型并联顶梁液压支架工作面供液、回液封闭循环系统, 减少了乳化液的消耗, 同时, 相比单体柱节省了大量顶帽、防倒绳等相关的费用。
4.2 主要缺点
(1) 煤层倾角较大时, 在移架过程中, 支架顶梁容易甩头或下滑, 造成顶梁碰头, 如不及时调架, 无法进行下一循环。
(2) 顶板不平时, 移架后必须及时刹顶, 否则会造成支架迎山不正, 影响支架的稳定性, 严重时会损坏支架。
(3) 不适合俯采工作面, 俯采工作面周期来压时向工作面窜矸, 可能使整个支架变形, 严重威胁安全。
4.3 采取措施
(1) 工作面上下巷掘进施工时, 尽量布置等长工作面, 巷道坡度越小越好, 减少调架频率, 开切眼工程施工时, 尽量正倾斜施工。
(2) 强化支架迎山角管理, 保证支架的支柱迎山角适中, 使支架受力均匀, 移架后顶板不平要及时刹顶。
结束语
我矿在东部29# 右三工作面应用BDY- 并联滑移顶梁液压支架取得了良好的实验成果, 目前该工艺已经准备在鸡矿集团的其它煤矿推广使用。 由于只是首采工作面应用, 我们还要不断总结经验, 力争取得更好的效果。
摘要：引进BDY-并联顶梁滑移液压支架, 用于采煤工作面的顶板支护, 通过现场实际使用效果检验, 在顶板管理上效果良好, 经济效益可观。
整体顶梁组合悬移液压支架回收技术 篇2
1工作面概况
(1) 位置。
34131 (条带) 工作面位于来集镇来集村境内, 地面为村庄及耕地。该工作面井下北距34-300改造回风巷254 m处有-200 m集中回风巷老巷, 南接-300 m集中运输巷及34-300改造回风巷, 西为34111 (条带) 工作面, 东为未采区。该工作面以原-200 m集中运输巷为其切巷, 预计终采线位于34-300改造回风巷北40 m处。该面走向长16 m, 可采倾斜平均长245 m, 面积为3 920 m2, 煤层平均厚度5.7 m, 可采储量30 118 t。
(2) 工作面顶底板岩性。
①基本顶。细粒砂岩, 厚7.0～8.0 m, 平均7.6 m, 灰色, f=6。②直接顶。砂质泥岩, 厚3.0～4.0 m, 平均3.6 m, 灰色, f=4～5。③直接底。泥岩, 厚7.5～9.0 m, 平均8.1 m, f=4～5。④基本底。L8灰岩1.0 m, 灰色、坚硬致密, f=8。
2支护形式
34131工作面只在刮板机机头处设置一个安全出口, 出口采用6架4 m长ZH1600/17.5/25ZL型支架支护, 其余采用17架ZH1600/16/24Z型3.0 m长的悬移支架支护。
3支架回收方案
(1) 技术要点。
①回收期间防止顶煤冒落及煤壁片帮;②防止支架回出后顶板下落, 造成顶板下沉;③保证回收期间有足够的作业空间, 并能使支架顺利调向, 使用绞车将支架拉出工作面。
(2) 回收方案比较。
由于裴沟煤矿深层开采顶板较活, 所以回收时采用超前护顶法回收。①工作面距终采线7 m时, 采用编织网 (宽1.2 m, 长9 m) 铺在顶梁上, 搭接宽度0.1 m, 连网间距不大于0.1 m, 并打成死结, 使顶梁形成人工假顶。②工作面距终采线7 m时开始上网, 同时上钢丝绳, 采用金属双层网 (宽1.0 m, 长10 m) , 在单网上够0.5 m后开始铺双网。并且每推进0.4 m上1根钢丝绳, 并将钢丝绳与金属网用12#铁丝进行捆扎结实 (三圈两扣, 间距500 mm) 。铺网时, 金属网走向搭接为500 mm, 倾向搭接为500 mm, 扣距为60 mm, 金属网下配合坑木抬棚、木垛支护或垛煤编织袋。两端头必须铺到超出支架2 m。钢丝绳上到支架顶梁上时, 必须拴到两巷两帮柱腿上, 并用至少3道绳卡固定牢固, 保证上网质量。
(3) 回收方案确定。
根据工作面的实际情况, 工作面选择超前护顶法双层金属网护顶, 在工作面机头处直接打断支架回收, 先回收机头处端头支架, 再回收普通支架, 最后回收机尾支架。
4回收步骤
(1) 回收前的准备。
①施工人员及领导干部必须学习支架拆除安全技术措施, 并进行考试、登记。②对工作面煤体进行注水, 巷道净高不小于2.0 m。将拉架绞车及信号安装到位。③拆除工具及将物料准备到位。将支架主管路拆除, 在工作面敷设1趟临时管路, 保证泵站压力不小于20 MPa。④支架装车地点采用3.5 m工字钢在原有U型钢棚两帮进行连锁加固。将工作面及进风巷刮板输送机拆除, 并运到宽敞地点或平地。超前替棚两侧分别支设木垛。
(2) 支架回收方法。
①工作面回收顺序自机头向机尾。②工作面采至终采线位置后, 要保证支架采空区侧低于煤墙侧, 并对煤壁进行闭帮。闭帮结束后, 将支架附件 (挡矸板、挡矸链及液压管路等) 摘除, 开始回收时, 无支架侧支设木垛, 不能支设木垛时, 打成双抬棚支护, 要求一梁三柱, 并在支架回出后及时在回出支架地点支设木垛, 要求木垛必须托住金属网和钢丝绳, 并托紧顶板。在待回支架一侧的支架托梁上挂1台调向手拉葫芦 (调向手拉葫芦悬挂在与待回支架间隔不少于1架的支架上) , 大链拴在待回支架后里侧角, 并在悬挂手拉葫芦的顶梁两端打上2根单体柱加固, 去掉托梁连接套, 将待回支架4根立柱替换成对角2根单体液压支柱, 然后缓慢下落待回支架采空区侧单体液压支柱 (下落单体液压支柱时, 要使用特制的专用工具) , 并根据情况下落前端单体柱, 待回支架采空侧顶梁落到低于相邻支架顶梁时采用调向手拉葫芦进行调向, 回收支架时所有施工人员必须站在完整的支架顶梁下进行作业。支架调向时相邻支架立柱影响时, 一次可提起1根立柱, 严禁提2根或多根立柱, 支架调向后及时升起立柱, 待支架调向落地后将前、后2根单体液压支柱拆除, 采用绞车拉运, 将支架拉到装车地点进行装车。支架回收时1次只能回1架, 支架回出后要及时在工作面进行打点柱支设加固顶板 (点柱要打设在钢丝绳上) 或支设木垛加固, 依次进行。③回收至最后2架时, 先回收最后1架, 再回倒数第2架, 最后1架支架回出后及时在回出支架地点支设木垛, 要求木垛必须托住顶板, 确保支架回出后顶板稳定。回收倒数第2架时在支架另一侧打抬棚加固, 要求一梁三柱, 然后开始回收最后一架, 最后用拉架绞车将支架拉到支架装车地点。
5注意事项
①回出的支架及物件要及时运出, 拆除翻转梁时, 翻转梁处于空载状态。回收支架附件时轻撤轻放, 小件、螺丝入包。②回收过程中, 要求操作人员口号统一, 精神集中。③回收过程中, 指派专人观察顶板、支架情况。④没有回收的支架, 严禁提前摘柱, 手拉葫芦悬挂牢固可靠, 大链拴紧拴牢, 大链不得有接口和损伤。⑤支架下方和回收地点以里严禁有人。⑥顶梁向外拉动过程中平面朝下, 减小拉动阻力, 拉动区域严禁有人, 并经常检查紧靠待回收支架已回侧抬棚支护情况。
6结语
并联顶梁液压支架 篇3
近几年, 随着煤炭产量的提高和采煤工作面的下行延伸, 尤其是大同地区侏罗系煤层枯竭后, 石炭二叠系煤层工作面成为了承担煤炭产量的主要阵地。而石炭二叠系工作面围岩地质条件复杂、多变、恶劣, 给综采设备使用与维护带来了新的难题。
石炭二叠系工作面埋深深, 大同地区一般为380~500m埋深。煤层厚 (一般6~20 m) 占有可采煤层比例73.4%, 夹矸层较多而且较厚。工作面直接顶和老顶多为粗砂岩、砂砾岩、粉砂岩、泥岩、炭质泥岩等岩性岩石构成, 比较坚硬, 难于垮落。大同地区石炭二叠系工作面多采用放顶煤工艺, 同煤集团放顶煤工作面主要以单伸缩立柱放顶煤液压支架为主, 目前形成了ZF7500/22/35型、ZF10000/23/35型、ZF13000/25/38型、ZF15000/27.5/42型等系列主体放顶煤架型为主的放顶煤工作面支护设备。特别是一些特厚煤层的放顶煤工作面, 对液压支架的支护强度要求非常高, 尤其是在大顶来压瞬间, 对支架冲击损坏非常严重。往往以顶梁柱帽压裂压穿为常见案例。
本文主要以同煤集团某矿使用的放顶煤液压支架ZF10000/23/35型为例, 重点分析介绍探究顶梁压穿后的处理方案。
1 研究内容
1.1 顶梁损坏原因分析
该矿属于同煤集团建井比较早的煤矿, 初期建设煤炭产量大约300 t/a, 其主要运输巷道的断面尺寸比较小。所以在近几年延伸到石炭二叠系后, 虽然选型的液压支架工作阻力提高了, 但是支架的运输高度和支架的宽度无法提高, 如果拆开入井, 井下巷顶围岩状况不允许形成组装硐室, 所以, 只能选择架间距1.5 m的大工作阻力液压支架。根据液压支架立柱的设计标准规范和液压支架结构件设计规范要求, 当支架架间距为1.5 m时, 立柱缸径不宜超过280 mm, 即液压支架最大工作阻力不宜超过10 000 k N。最终选择了ZF10000/23/35型放顶煤液压支架, 该支架为四柱式单伸缩立柱液压支架, 立柱行程为1205 mm。支架支撑高度范围为2.3~3.5 m, 回采过程中的理论支护高度范围2.6~3.2 m, 合理行程范围在600 mm以内, 有效支撑高度范围比较小, 即立柱有效压缩行程比较小, 支架容易被压死 (立柱无行程状态) , 致使液压支架成为刚性支撑构件。大顶来压或者周期来压时尤为突出, 这种条件下, 支架顶梁由于是与顶煤直接接触, 顶煤较软易碎, 在支架让压过程中, 顶煤往往带着压力随支架同步下沉, 造成液压支架让压失效, 在压到无行程状态时依然有很大的压力。另外, 该工作面煤层处于山西组4#层一块煤区的边缘地带, 煤层发育呈现倾斜纹理状态, 在下沉移近过程中, 形成一个水平方向的推力, 导致液压支架侧倾受力, 也就是说, 液压支架4根立柱一般都是单侧两根受压力较明显。在侧压和刚性状态下的液压支架顶梁无法让压被压穿[1]。
根据支架的设计结构分析, 一般顶梁结构件中最薄弱的部位是在前柱帽处, 所以顶梁压穿主要体现在前柱帽损坏上, 如图1所示。
1.2 处理方案
1) 由于发生顶梁压穿事故的液压支架都位于工作面中间部位, 顶煤较破碎, 无法对这些支架进行更换或者出井大修, 工作面走向回采800 m, 尚有1600 m未采。考虑到这些情况, 我们经过现场分析研究, 在现有支架顶梁柱帽部位设计安装了一套新的柱帽结构, 将原有的柱帽处封堵成为整体箱梁, 提高该处的断面强度。如图1所示。
新柱帽承压部位是100 mm厚的低合金结构钢板, 一般选择Q345, 其塑性和整体强度较好。在与顶梁体焊接后, 将顶梁原有柱帽处封堵, 形成完整的箱体, 大大提高了该部位的抗弯强度。而且, 在受到侧压时, 单侧柱帽的抗压强度非常高, 可以很好地适应该工作面煤层倾斜发育地条件。
新柱帽考虑到立柱的稳定性, 仿照原有柱帽的连接耳板焊接形成了新的穿销固定耳板, 并且在100 mm帽体钢板上加工出SR105半径的球窝, 完全适合立柱柱头的固定。
2) 立柱处理方法。由于增加新柱帽后, 顶梁柱帽处的安装厚度变厚350 mm, 这给液压支架的升降高度带来困惑。如果仍然使用原有的单伸缩立柱, 当液压支架被再次压死时, 首先换帽处的立柱首先没有了行程, 这样就造成液压支架单腿受力, 假设压力超越了底座柱窝的抗压强度, 底座将损坏。为此, 我们重新设计了新的双伸缩立柱, 来代替原有单伸缩立柱。立柱的总行程为1205 mm, 固定部位的中心距比原有的单伸缩立柱缩短350 mm[2]。
这样, 就确保了液压支架在升降过程中四连杆的运动轨迹未发生变化。新旧立柱图如图3~图4所示。
改进设计后液压支架使用状态下的状况图, 如图5所示.
2 结语
通过这次液压支架损坏后的处理, 该工作面顺利推进了1000 m, 成文前仅剩300 m左右的可采部分。在处理后使用过程中, 高强度抗压柱帽的效果体现的比较优良, 方案合理, 给未来的新工作面提供了一套完善合理的维护方法。这套处理方案在另外一个ZF13000/25/38型液压支架工作面使用后, 同样取得了良好的效果。
摘要：介绍了某矿综放工作面液压支架由于工作面围岩条件而造成损坏, 通过一系列设计改造方法, 尤其是对柱帽部位的加强加固和立柱配套改造设计, 实现了损坏条件下维持工作面回采。这套方案可以适应多种情况的综采液压支架的损坏, 形成了一套比较合理的维护方案。
关键词：单伸缩立柱,双伸缩立柱,抗压柱帽,液压支架
参考文献
[1]魏鹏.ZF10000/23/35型液压支架柱帽压裂原因分析[J].山西焦煤科技, 2015 (2) :16-18.
并联顶梁液压支架 篇4
由于液压支架实物测试成本高昂, 为此本文采用虚拟样机技术模拟技术对其各项参数进行测试。按照其测试要求分为三维模型设计、运动过程分析、有限元分析三大部分。其中三维建模利用三维绘图软件对液压支架外观及其机械结构进行绘制, 保证其各项尺寸、形状与实物吻合。运动过程分析在三维绘图基础上使其进行模拟运动, 通过仿真对模型进行简化, 减小后期数据处理压力。在此基础上对其进行有限元分析, 并得出该支架各项性能参数。
1 滑移液压支架基本结构
滑移液压支架作为矿井液压支架的一种, 最早用来替代单体液压支柱及铰接顶梁的使用。其设计结构与综采液压支架及单体液压支柱类似, 并作为该两种支架的中间产品出现。由于其兼具该两种支架优势, 使得其具有架设效率高、支柱稳定。通过改进其操作方法, 大大减少了工作状态下其内部乳化液的流失。由于其优良的性能与适应性, 使得其被广泛应用于各个中小型煤矿企业。
本文所检测的滑移液压支架是一种基于传统滑移液压支架改进后的新型产品, 该支架主要由推移托梁、双向外注式液压支柱等部件组成。通过不同部件的相互配合, 最终实现了滑移液压支架的伸缩、支撑、前移等机械运转要求。
2 三维建模
针对有限元分析软件要求, 在滑移液压支架的三维建模过程中, 选取CATIA软件作为系统建模软件。该软件不仅具有传统的三维建模功能更融合了CAD/CAE/CAM等设计三维建模功能, 使其功能更加强大, 运行更加稳定。
CATIA软件在实现三维建模的基础上, 可通过真实化仿真设计来验证支架中各个机构运动状况。通过2D图纸与3D图纸之间的连接、比对, 实现了对设计模型的干涉、间隙等参数进行测量。在使用中CATIA软件建模主要分为以下两个步骤实现。
(1) 机械模型的二维草图建立, 通过平面二维草图的建立得出模型外轮廓尺寸, 及其各项外形参数。
(2) 通过对二维草图进行拉伸、旋转等功能实现零件的各个部分绘制。利用分层绘制等方法, 最终实现支架中各个零部件的绘制要求。
液压支架建模过程中, 由于其结构简单, 零部件多以大块、整体出现, 大大降低了三维建模难度, 缩短了三维建模周期。通过零部件的绘制, 最终利用三维模型制作将各个绘制完整的零部件进行组装, 最终完成滑移液压支架的三维建模过程。
3 建立有限元模型
目前有限元分析流程按照其功能划分主要包含前处理、求解、后处理三部分组成, 前处理分为三维建模、网格划分、数据定义三个组成部分。
其中三维建模由CATIA软件完成, 由于三维模型中其各项参数与支架机构测量参数并无关联, 为节省无关计算量, 需对三维建模进行简化处理。将于测量数据无关的部分删除, 大大缩减机构组成部分, 降低后续系统运算量。根据实际使用要求本系统选用ABAQUS软件对该模型进行网格划分。通过设定边界条件与材料参数等信息对模型进行数据定义。通过后续对求解与后处理最终完成对滑移支架的有限元分析。图3为有限元分析流程图。
图4为顶梁整体应力分布云图, 由图中可看出顶梁在两端承受集中载荷时所受应力分布主要集中于柱窝和与其相连的立筋上, 柱窝与滑轨相连接部位有应力集中出现。最大值为170.7MPa, 低于材料屈服极限345MPa。由此可得出该支架在工作状况中不会出现因支撑顶梁产生一次性过载而支架损坏的现象。
结语
从分析结果中可以看出, 按照模拟实验测试, 在实际工作中该顶梁需承受170.7Mpa的承载压力, 低于材料屈服极限345MPa。证明该液压顶梁在使用中, 不会因为顶部的一次性过载而产生支架损坏的现象。并通过该实验验证了有限元分析方法的可为机械设计提供一定的理论依据。
摘要：本文阐述了一种基于有限元分析的方法对机械设计进行方案验证, 以滑移液压支架为模型对其顶梁部分进行三维建模与有限元分析。通过有限元分析对液压支架中顶梁设计的各项参数提供模拟实验验证, 利用模拟对顶梁两端施加外力, 通过有限元分析进而得出该顶梁在受力过程中, 各个模块应力变化趋势。验证了改顶梁设计是否符合要求, 为传统机械设计提供了理论依据。
关键词：滑移液压支架,三维建模,有限元分析
参考文献
[1]邢福康, 等.煤炭支护手册[M].北京:煤炭工业出版社, 1993.
[2]艾德生, 刘新河.滑移顶梁液压支架特性及其使用效果分析[J].河北煤炭.1996.
[3]杨振复, 罗恩波, 等.放顶煤开采技术与放顶煤液压支架[M].北京:煤炭工业出版社[M].1994.
[4]张胜兰, 郑冬黎, 等.基于HyperWorks的结构优化设计技术[M].北京:机械工业出版社, 2007.
[5]何文斌, 李菊丽, 李立伟.ANSYS在液压支架优化设计中的应用[J].机械设计与制造, 2007.
[6]魏磊磊, 陆萍, 等.液压支架销轴联接的约束处理[J].矿山机械, 2006.
[7]庄茁, 由小川, 等.基于ABAQUS的有限元分析和应用[M].北京:清华大学出版社, 2009.
并联顶梁液压支架 篇5
1 工作面概况
1303外工作面位于矿井13采区上部, 二叠系山西组的二1煤层为主要可采煤层。地面标高一般在170.4 ～ 183.1 m, 该工作面北起汤阴暗渠及工业场地保护煤柱, 西与1105外运输巷相邻, 南到老1103运输巷, 东与1107工作面 (已回采) 相接。地质储量21.37万t, 可采储量17.1万t。
该区煤层直接顶为泥岩或砂质泥岩, 深灰色—灰黑色, 砂质泥岩夹细粒砂岩, 局部为粉砂岩, 含丰富的植物化石。上部含砂量较大, 性脆, 易冒落, 厚7.50～8.26 m。基本顶为S10砂岩, 浅灰色—灰色, 含大量黑褐色菱铁质凝块, 层面含云母片, 钙质胶结, 厚11.66 m。直接底为黑色泥岩, 较致密, 富含植物化石, 厚0.66～1.38 m;基本底为灰黑色泥岩与灰色细粒砂岩互层, 厚14.72 m。
2 支护形式
1303外工作面沿煤层底板回采, 工作面全长140 m, 平均坡度16°。工作面端头支护:上安全口采用4对3.5 mΠ型钢梁对棚支护;下安全口采用4对4.0 mΠ型钢梁对棚支护, 出口抬棚均为1对4.0 mΠ型钢梁, “一梁四柱”。工作面上段为Π型钢梁配单体柱支护;下段悬移支架支护112架。沿空留巷长度30 m, 回风巷长度26 m, 支护形式为Π型钢梁配合单体柱, 均为2.4 mΠ型钢梁, “二梁五柱”。
3 工作面支架回收放顶方案
(1) 回收放顶技术要点。
①加强对三软煤层的顶煤控制, 预防在回收放顶作业期间顶板煤块突然冒落以及煤壁和采空区侧矸石的滚落。②应保证悬移支架回收的有效作业空间, 能使支架顺利进行调向, 并在回收绞车的牵引下将支架拉出工作面。
(2) 回收方案。
①薄煤层 (厚度<0.5 m) 及坚硬顶板情况, 可采用直接回收法回收。回采工作结束后, 采取适当的回收顺序, 直接回收支架。②基于顶煤较厚及顶板破碎情况, 可采用超前护顶。在工作面回采结束的前6.0 m处, 超前铺设双层菱形网, 煤墙侧菱形网下坠至柱根处, 悬移支架顶部背设2.0 m板梁, 间距0.5 m, 悬移支架段紧贴煤墙侧用红松半圆木配合单体柱架设1排顺山抬棚, “一梁二柱”, 间距0.5 m, 确保工作面有3.0 m的控顶距, 工作面巷道高度在1.8～2.0 m之间。支架回收放顶顺序:回收支架→架设临时支护→运出支架→拆除临时支护放顶。③工作面进行超前护顶后, 先将工作面悬移支架段逐步替换为Π型梁配单体液压支柱, 支护形式:“二梁五柱”, 棚距600 mm, 板梁顶6帮4, 全部替换完成后再对工作面进行放顶。支架回收放顶顺序:回收支架→架设临时支护→运出支架→工作面放顶。
4 回收放顶技术实施
(1) 回收放顶前的准备工作。
①将回收绞车安装到位, 并将施工用的工具及物料运到指定地点。②拆除所有的液压控制系统, 以备工作面回收放顶时使用。③准备3 t手拉葫芦10个, 2.2 m红松板梁200块, 1.2 m板梁150块。
(2) 回收放顶方法。
工作面由下向上进行回收放顶, 悬移支架拆除后, 及时用2.4 mΠ型钢梁配合单体柱对空顶部分进行临时支护。当工作面回收悬移支架距离达到5 m时, 对临时支护进行放顶, 回撤的Π型钢梁和单体柱用于对继续拆除悬移支架后的空顶部分进行支护 (图1) 。如此循环进行放顶和回收悬移支架, 保持临时支护紧跟悬移支架不少于3 m。在所回撤支架下方的Π型钢梁上和上部支架的吊环上分别挂好2个3 t手拉葫芦并拉紧, 用2根单体柱把悬移支架顶紧, 然后回撤悬移支架支柱, 之后回放悬移支架上的2个手拉葫芦, 使支架完全下垂, 及时对悬移支架空顶部分进行临时支护。对空顶部分进行支护完成后, 作业人员方可站到下落支架的下方, 将支架推至倾斜, 缓慢回放手拉葫芦, 使支架全部落地。使用手拉葫芦对悬移支架进行调向后, 利用绞车牵引, 将支架运出工作面。
5 出现问题及应对措施
(1) 局部流煤。
在回收放顶作业过程中, 由于工作面局部顶板较为破碎, 发生顶板、煤壁、片帮流煤现象, 增大了作业人员回收支架和放顶工作的难度。补救措施:在回收放顶过程中进行临时注水、加强局部联网和临时超前支护打穿批。
(2) 各种连接销变形严重造成断裂。
由于工作面在回采期间局部坡度不同和操作不当, 导致支架连接销及U型销严重变形, 销子不易拔出。为此, 特根据销孔直径设计加工了不同型号的钢钎 (针) , 利用钢钎 (针) 配合锤子深入敲击, 即可将销腿部分拆除。
6 注意事项
(1) 工作面停采前6 m及时上菱形网并扣扣相连, 停采后应加强对工作面超前护顶的工程质量验收, 如菱形网搭接不牢固或小板梁间距不均匀, 在回收支架过程中会导致帮顶局部漏煤。
(2) 在拆除悬移支架后的空顶部分未进行临时支护前, 施工人员严禁回收支架。
(3) 各工种的操作人员必须了解工作面情况, 到达工作岗位后必须认真检查作业范围内的环境、顶底板、煤帮、采空区、瓦斯、支护及其他设施的情况, 妥善处理好不安全隐患和存在问题。
7 结语
并联顶梁液压支架 篇6
关键词：悬移液压支架,回收技术,整体顶梁,超前护顶法,T形退销器
米村矿自2008年10月在26扩大区260051工作面使用整体顶梁组合悬移支架以来, 在顶板控制和安全效益方面取得了明显的效果。然而随着工作面回收的结束, 整体顶梁组合悬移液压支架的回收又成为亟待解决的新课题。现结合米村矿的地质条件, 介绍该矿推广应用悬移支架回收技术的经验。
1 工作面概况
260051工作面位于26扩大区采区中部, 南邻260061工作面, 西邻260071工作面, 北邻260041工作面。工作面标高-89.00～+4.26 m, 煤层埋深270～370 m。工作面平均长度192 m, 可采长度133 m, 煤层厚度平均5.3 m, 可采储量12.6万t。
2 顶底板及终采线处地质特征
(1) 基本顶。砂质泥岩, 厚11.54 m, 深灰色, 砂泥质结构, 含植物化石, 中夹薄层细粒砂岩。
(2) 伪顶。炭质泥岩, 厚0.7 m, 深灰色, 含植物叶片、根部化石。
(3) 直接底。砂质泥岩, 厚9.86 m, 灰色, 含植物化石碎片及云母片。
(4) 基本底。灰岩, 厚3.74 m, 灰色, 致密坚硬, 富含动物化石及方解石 (图1) 。
3 支护形式
260051工作面上、下安全出口各采用4架4 m长的端头支架, 中部采用184架3.4 m长的悬移支架支护。工作面全长192 m, 平均坡度为4°。
4 支架回收方案
(1) 回收技术要点。①通过对“三软”煤层的顶煤控制, 防止回收期间顶煤冒落, 以及煤壁和采空区侧矸石的滚落。②支架回收应保证必要的作业空间, 能使支架顺利调向, 并在回收柱绞车的牵引下顺利地将支架拉出工作面。
(2) 回收方案比较。①薄煤层 (厚度<0.5 m) 及坚硬顶板情况下支架, 可采用直接回收法回收。回采工作结束后, 采取适当的回收顺序, 直接打断回收支架。②顶煤较厚及顶板较活情况下的支架, 可采用超前护顶法回收。在工作面结束的前6 m处, 采用编织网 (宽1.2 m, 长9 m) 铺在顶梁中间, 搭接宽度0.1 m, 连网间距不大于0.1 m, 并打成死结, 编织网下配合小径木打顶 (长1.8 m) , 小径木搭接不小于0.3 m, 间距不大于0.3 m。移架时采用小径木配合编织网打顶, 使顶梁上方形成人工假顶。在回收时, 先用Π型钢和单体柱临时支护, 保证1.2～1.8 m的作业空间, 再回收整体顶梁组合悬移液压支架。支架回收顺序如图2所示。
(3) 回收方案确定。根据工作面结束处煤厚情况, 选择超前护顶法回收。在工作面机尾处直接打断支架, 先回收机尾处端头支架, 再回收整体顶梁组合悬移液压支架, 最后回收机头处端头支架。
5 回收步骤
(1) 回收前的准备工作。①对煤体进行充分注水, 将回柱绞车及信号安装到位, 并将施工用的工具及物料运到位。②敷设一趟临时液压管路, 以备工作面升柱时使用, 再拆除所有的液压控制系统。③施工人员必须认真学习施工措施, 并签字后方可上岗。如起吊工学习《起吊工操作规程》, 搬运工学习《搬运工操作规程》等等。
(2) 回收方案 (图3) 。①回收时, 先采用3 m长坑木支设在待回支架下方, 使其托住顶梁的小径木, 以防止顶梁下落后顶部漏煤。②在顶梁下支设单体柱, 并给足初撑力, 在待回支架上侧支架顶梁上挂2个手拉葫芦, 然后在顶梁下打上单体柱加固。③去掉托梁套, 提起4根立柱 (摘除采空区侧上挡矸板) , 然后拆除4根立柱。④缓慢下落单体柱, 使采空区侧顶梁先下落, 待支架下落一定程度后将单体柱拆除, 此时手拉葫芦受力, 使用另一根单体柱戗在煤墙侧顶梁下方, 确保支架顶梁在采空区侧能够调出 (如果相邻支架后柱影响顶梁下落时可拆除支架) 。⑤在回柱绞车牵引下顺利调向, 并拉出工作面。
6 出现的问题及应对措施
(1) 局部流煤。
在回收过程中, 由于工作面局部注水质量差, 发生顶板、煤壁、舍帮流煤现象, 增大了施工人员回收支架的难度, 补救措施是在回收过程中临时注水。可采用长1.6～1.8 m、Ø6 cm钢管插入煤体, 另一端与注液枪连接, 即可注水。通过临时注水, 防止局部流煤。
(2) 局部配件弯曲变形。
由于工作面在回采期间局部坡度不同, 导致支架连接销变形, 销子不易拆出。为此, 特设计加工了退销器, 可采用Ø18 mm圆钢焊成T形退销器, 配合使用大锤即可将销子退出。
7 注意事项
(1) 工作面结束的前6
m, 使用编织网或小径木打顶, 如果编织网搭接不牢固或小径木间距不均匀, 在回收顶梁过程中会导致帮顶局部漏煤。
(2) 工作面余5
m排巷时, 控制工作面不放顶煤, 应加强工作面煤壁注水管理, 确保煤体锈结良好, 为支架回收创造有利条件。
8 结语
并联顶梁液压支架 篇7
02179采煤工作面位于邯郸市通顺井田北部十七盘区, 平均走向长270 m, 平均倾向长75 m, 煤层平均厚度4.3 m, 煤层平均倾角35°, 工作面绝对瓦斯涌出量4.0 m3/min, 煤尘爆炸性指数12%~19%, 属不易自燃煤层。该工作面受F32断层的影响, 构造较为复杂, 发育有12条断层, 工作面回风巷附近受断层牵引影响, 煤岩层倾角局部达到40°~45°, 对工作面的回采影响较大。工作面采用走向长壁爆破放顶煤, 顶板全部垮落, 一次采全高后退式采煤法, 工作面悬移支架支护顶板, 端头用单体液压支柱配合∏型钢支护。工作面最大控顶距2.6 m, 移架步距0.8 m。
1 工艺流程与劳动组织
1.1 工艺流程
打眼→放炮→铺网 (提后柱前移顶梁) →装煤移前柱→移托梁→开口放煤→移工作面输送机。
1.2 劳动组织
采用“三八”两采一准作业制, 即:中班、夜班进行爆破落煤, 移架、放煤作业;早班进行机电检修和两巷超前处理作业。
1.3 工序说明
1) 落煤方式。
采用分段爆破落煤, 一次装药一次起爆。
2) 装煤方式。
采用爆破自装和人工装煤相结合的方法。
3) 运煤方式。
工作面使用SGW-150型刮板输送机运煤;溜子道使用SGW-40型刮板输送机和SPJ-800型吊挂带式输送机运煤。
4) 支护方式。
工作面采用ZH1600/15/35型悬移支架进行支护 (技术参数见表1) , 上、下端头采用3.8 m∏型钢梁配DZ22/100型单体液压支柱进行支护, 成对使用, 一梁四柱。3.8 m∏型钢梁与分体支架之间的平行距离超过0.5 m时, 及时增加∏型钢梁支架。
5) 放顶煤。
工作面支架全部移完, 支柱按要求支设牢固后, 采用逐段多循环单向放煤, 即沿工作面倾斜自上而下逐段单向放煤, 不得双向进行, 放煤口靠人工撕网布设, 紧靠工作面输送机上沿, 规格为0.3 m×0.3 m, 放煤量由各段根据顶煤松散程度进行控制, 但不能一次放净。工作面不准同时开2个口放煤, 上一工作段放完煤后, 下一工作段才能进行放煤工作, 如此循环, 直至把顶煤放净。
6) 移输送机。
空帮顶煤放完后, 及时封堵放煤口, 重新支设悬移支架后柱, 将煤帮活煤装净后, 开始移输送机。
2 安全管理的几个关键问题
2.1 工作面爆破管理
爆破安全管理历来是煤矿安全生产中重点工作之一, 炮采放顶煤工作面的爆破管理尤其重要。通顺矿业公司曾经发生过放炮多人伤亡事故, 公司管理层对爆破管理高度重视, 采取了以下安全措施:
1) 装配引药、爆破联线和放炮起爆工作必须由专职放炮员担任, 爆破前后严格执行“一炮三检制”。
2) 放炮员装配引药时必须在支架及顶板完好的地点进行, 且要避开电气设备和导电体, 不得坐在炮药箱上装配引药。
3) 采面只配1只起爆器, 实行一次装药一次起爆, 分段爆破。
4) 爆破作业实行“三人联锁放炮制”, 班长负责采面支护安全、工作面输送机断电、撤人警戒工作, 瓦斯检查员负责瓦斯安全检查和防尘管理, 放炮员负责爆破联线工作, 只有在三方安全保障措施全部落实后, 班长、瓦斯检查员和放炮员才能按工作程序交换指令, 实施起爆作业。
5) 放炮后, 工作面炮烟被吹散, 班长、瓦斯检查员和放炮员一同进入放炮地点, 检查通风、瓦斯、煤尘、顶板、支架、拒爆、残爆等情况, 确认安全后由班长下达撤回站岗警戒人员指令。发现拒爆、残爆时, 由放炮员现场指挥, 按《煤矿安全规程》要求进行排除。
2.2 工作面减架与加架管理
02179采煤工作面回风巷、运输巷设计受断层影响, 掘进过程中多次变线, 采煤工作面回风巷、运输巷不能平行布置, 工作面倾向长度时长时短, 最大长度90 m, 最小长度60 m, 造成回采过程中频繁加、减支架。加、减支架工作的管理重点是采煤工作面顶板控制和支架顶梁的拆、装安全管理。为了保证安全, 加、减支架过程中采取了以下安全措施:
1) 采煤工作面上半部倾角较大, 达到40°左右;下半部倾角较小, 约30°左右。生产过程中有支架下移现象, 因此在工作面下端头减架、上端头加架。
2) 加、减支架作业前, 在加、减支架地段强化背顶支护, 在顶网下顺工作面倾向加背1.6 m长、直径不小于18 cm的破半板梁, 其间隔0.8 m。
3) 加支架作业时, 先升紧相邻支架, 挑紧背顶板梁护好顶板, 然后向托梁方孔中插入导轨, 上支架顶梁, 按前后支柱, 联托梁, 升紧前后柱支护顶板。
4) 减支架作业时, 先升紧相邻支架, 挑紧背顶板梁护好顶板, 然后断接托梁, 用2 t手拉葫芦栓紧顶梁, 去托梁, 降前后柱, 摘前后柱, 落顶梁, 用∏型钢梁接替支护。
2.3 防架前流煤管理
02179工作面断层发育, 煤层软硬不一, 受应力扰动现象明显, 回采过程中架前流煤现象多次发生, 管理难度较大。针对该问题, 通顺公司采取了现场由班长根据煤层软硬程度, 调整爆破钻孔布设参数和钻孔装药量, 采取缩小分段距离、小点炮松动落煤措施, 在顶板破碎不能采取正规循环作业地段, 采取人工镐刨超前移梁护顶, 实现了安全采煤。
2.4 工作面移架管理
02179工作面属于大倾角采煤工作面, 移架管理难度较大, 为了避免造成挤架、咬架、倒架、支架下滑、损坏分体梁联接件等事故, 工作面采用分段单向移架, 各段支架由上向下依次前移, 顶板破碎时, 采取单向渐进式移架, 移架步距视现场顶板煤岩完整程度而定。工作面各段顶梁全部前移到位, 顺直煤壁后前移托梁。移托梁时, 由2名专职人员由上向下逐段进行, 严禁各段随意移托梁。
2.5 工作面输送机管理
02179工作面作业空间狭小, 倾角大, 行人困难, 职工在煤帮钻眼、爆破装煤、空帮放煤作业时, 往往须跨工作面输送机操作, 因此输送机管理也是安全管理的重要一环。具体作法是:①做好输送机防滑, 不论是推移输送机还是正常运行期间, 都要在下机头打设防滑戗柱;② 保证工作面开停车信号的有效传递, 在工作面各工作段安设开停信号按钮, 可以及时停止输送机运转;③ 推移输送机, 要由班长统一指挥, 从下向上逐段依次进行, 不能任意分段移设。
2.6 工作面行人和防滚砟措施
02179工作面倾角大, 工作面底板光滑, 容易发生跌倒伤人和滚砟伤人。采取在悬移支架前后托梁系挂麻绳供上下行人扶手, 同时在分段作业上口设置挡砟栏, 保证了行人安全, 杜绝了滚砟事故。
2.7 工作面通防管理
02179工作面属于高瓦斯涌出工作面, 通顺公司在工作面准备期间沿回风巷、运输巷均匀布设了本煤层抽放钻孔, 实施了瓦斯排放治理工程;工作面安装时, 按《煤矿安全规程》要求安设了瓦斯自动检测及报警系统和除尘防爆设施;工作面回采时, 利用悬挂风障引导风流措施和风水炮袋扰动上隅角空气流动措施, 较好地保障了工作面通风安全。
3 改进建议
随着悬移支架炮采放顶煤工艺在通顺矿业公司应用技术的日臻完善, 其安全管理也日趋成熟, 但仍然存在一定不足, 需要改进:
1) 工作面炮眼布置要考虑上仰布孔, 尽量避免放炮崩坏支架附件。
2) 支架顶梁上下错高受限, 采煤工作面生产联接插销损坏严重, 分体顶梁联接插销需要强化。
3) 支架操作手把最好背向爆破冲击波方向安置, 以防受冲击导致误动作。
4) 在大倾角采煤工作面应用时, 分体顶梁悬移支架应在托梁下增设防滑柱, 以备防倒架和调架之用。
5) 托梁联接套强度不够, 易损坏。
4 结束语
分体顶梁悬移液压支架具有整体性强, 拆、装灵活的特点, 适用于地质条件复杂的大倾角厚煤层工作面。2006年底, 通顺矿业公司引进分体顶梁悬移液压支架 (简称为悬移支架) 以后, 对悬移支架炮采放顶煤采煤工艺进行了多方面的研究和实践, 采取了许多富有成效的安全技术措施, 通过加强采煤工作面劳动组织管理、爆破管理、支护质量管理、技术措施落实管理, 建立了一整套完善的安全管理机制, 保证了采煤工作面的安全生产。到目前为止, 通顺矿业公司已安全采煤40余万t, 先后在02179和0212011工作面进行生产。
摘要：介绍了分体顶梁悬移液压支架炮采放顶煤工作面的工艺、工序和劳动组织情况, 探讨了采煤工作面安全管理的几个问题, 并提出了继续改进的建议。
