支护设备与采煤机选型设计
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辽宁工程技术大学《采掘机械》综合训练题目:采煤机选型设计班级:矿电11*名:******师:***完成日期:2014年12月9日《采掘机械》综合训练综合训练任务书一、设计任务及要求(1) 根据所给原始数据进行采煤机选型的详细计算;(2) .编写综采工作面采煤机选型设计说明书;(3) 采煤设备与工作面综采设备配套关系图设计原始数据及条件:(1) 设计图纸(综采工作面设备配套关系图)(2) 设计说明书三、进度安排(参考)(1) 熟悉设计任务,收集相关资料(2) 拟定设计方案(3) 绘制图纸(4) 编写说明书(5) 整理及答辩四、成绩评定成绩:教师日期《采掘机械》综合训练目录1机械化采煤工作面类型的确定 (1)2采煤机性能参数的确定 (1)2.1滚筒直径的选择 (1)2.2截深的选择 (1)2.3滚筒转速及截割速度 (2)2.4采煤机最小设计生产率 (2)2.5采煤机在截割时的牵引速度及生产率 (3)2.5.1根据采煤机最小设计生产率决定的牵引速度V1 (3)2.5.2根据截齿最大切削厚度决定的牵引速度V2 (3)2.5.3按液压支架的推移速度决定牵引速度V3 (4)2.6采煤机所需电机功率 (4)2.7采煤机牵引力 (5)3初选采煤机及其配套设备 (6)3.1初选采煤机 (6)3.2防滑设备 (7)4初选采煤机主要技术参数的校核 (9)4. 1最大采高的校核 (9)4. 2最小采高的校核 (9)4.3卧底量校核 (10)4.4采煤机最大截割速度的校核 (10)4.5采煤机牵引力的估算 (11)5采煤机、支护设备、输送机配套关系图 (11)1机械化采煤工作面类型的确定煤层最大厚度4.5m,煤层倾角20度,煤层截割阻抗A=205N/mm,顶板岩性:老顶为2级,直接顶为2类,工作面设计长度为210m,Ⅱ设计年产量万160t/a。
本矿煤层赋存条件较好,煤层为进水平煤层,煤层厚度适中,设计能力为1605万t/a,直接顶为2类中等稳定顶板,老顶为Ⅱ类顶板,周期来压强烈,要求工作面支护强度较大。
试论综采工作面“三机”的选型与配套摘要:煤矿综采工作面“三机”(刮板输送机、采煤机、液压支架)配套是随着煤矿综采的出现而出现,随着综采水平的发展而发展的,“三机”配套的研究随着煤矿综采发展水平的不断提高而不断深入。
本文对综采工作面“三机”的选型与配套进行简要阐述。
关键词:综采三机选型配套1、“三机”的选型原则1.1液压支架选型在液压支架与围岩力学相互作用研究的基础上,综合分析不同地质条件下支护阻力确定的理论研究成果并分析不同支架的结构力学特征,为支架选型提供依据。
液压支架选型必须考虑的主要地质和采矿条件如下:(1)直接顶稳定性类型;(2)基本顶级别及相应矿压显现参数(初次和周期来止步距、来压时载荷、直接顶厚度);(3)底板类别及相应的力学参数(容许载荷强度、抗压缩刚度);(4)截高、煤层强度、节理方向、煤层厚度变化等;(5)煤层倾角和工作面推进力向;(6)瓦斯等级和必需的通风断面等。
1.2采煤机选型采煤机是综采工作面最主要的生产设备。
选型时,应考虑煤层赋存条件和对生产能力的要求,以及与输送机和液压支架的配套要求。
一般要根据煤的坚硬度、煤层厚度以及顶底板性质进行选型。
1.3刮板输送机选型综采工作面刮板输送机的选择要与工作面采煤机的生产能力及工作面的设计长度相适应。
工作面选用的是大功率采煤机,大多选择刮板输送机驱动功率较大,以满足采煤机生产能力要求等。
工作面刮板输送机的结构形式及附件必须能与采煤机的结构相匹配,如根据所选采煤机的行走部宽度选取刮板输送机的机槽宽度、根据工作面长度选择刮板输送机的长度,同时还要与支架的拉架力、推移千斤顶连接装置间距及结构相匹配。
刮板输送机主要参数的确定原則如下:(1)单位时间运输能力,应与采煤机生产能力匹配;(2)电机功率,视输送机运输能力及铺设长度而定;(3)结构,与采煤机和液压支架相配套。
2、“三机”配套原则2.1生产能力配套工作面生产能力取决于采煤机落煤能力,而刮板输送机、液压支架及平巷转载机、可伸缩带式输送机等设备能力都要大于采煤机的生产能力,通常按富余20%考虑。
采煤机选型设计XXX采掘机械》综合训练题目:采煤机械选型设计矿电11姓名:***指导教师:***完成日期:2014年12月9日班级:设计任务及要求:1.根据所给原始数据进行采煤机选型的详细计算;2.编写综采工作面采煤机选型设计说明书;3.绘制采煤设备与工作面综采设备配套关系图。
设计原始数据及条件:煤层厚度:Hmax=4.5m,Hmin=2.8m截割阻抗A(N/mm)煤层倾角:老顶2级,直接顶Ⅱ级工作面长度(m)设计产量(万T/a)生产安排:1.一年工作日按300天计算,分为205、202、101、60天;2.实行三班工作制,两班采煤,一班准备,每天生产16小时。
上交材料:1.设计图纸(综采工作面设备配套关系图);2.设计说明书。
进度安排:1.熟悉设计任务,收集相关资料;2.拟定设计方案;3.绘制图纸;4.编写说明书;5.整理及答辩。
成绩评定:成绩:教师:日期:1.机械化采煤工作面类型的确定在确定机械化采煤工作面类型时,需要考虑煤层厚度、煤质、采煤机性能等因素。
根据这些因素,可以选择适合的采煤工作面类型,如综采工作面、长壁工作面等。
2.采煤机性能参数的确定2.1 滚筒直径的选择采煤机滚筒直径的选择应考虑煤层硬度、煤质、采煤机截深等因素,以保证采煤机的截割效率和工作稳定性。
2.2 截深的选择采煤机截深的选择应根据煤层硬度、煤质、采煤机滚筒直径等因素来确定,以保证采煤机的截割效率和工作稳定性。
2.3 滚筒转速及截割速度采煤机滚筒转速和截割速度的选择应考虑煤层硬度、煤质、采煤机截深等因素,以保证采煤机的截割效率和工作稳定性。
2.4 采煤机最小设计生产率采煤机最小设计生产率应根据煤层厚度、煤质、采煤机性能等因素来确定,以保证采煤机的生产效率和工作稳定性。
2.5 采煤机在截割时的牵引速度及生产率2.5.1 根据采煤机最小设计生产率决定的牵引速度V1根据采煤机最小设计生产率,确定采煤机在截割时的牵引速度V1,以保证采煤机的生产效率和工作稳定性。
目录第一章工作面概况 (1)第一节开采范围 (1)第二节煤层赋存状况 (2)第三节煤层顶底板岩性 (2)第四节地质构造 (3)第五节水文地质 (3)第六节瓦斯、煤尘、自燃特征 (3)第七节储量 (4)第八节生产能力及服务年限 (4)第二章回采工艺、支护设计、设备选型 (6)第一节回采工艺 (6)第二节支护设计 (6)第三节设备选型 (8)第三章工作面巷道布置、断面和支护设计 (16)第一节巷道布置 (16)第二节工作面巷道布置基本参数设计 (16)第三节巷道布置参数说明 (18)第四节巷道轨道线路设计 (18)第五节巷道断面设计 (20)第六节巷道支护设计 (24)第四章通风系统设计 (33)第五章瓦斯治理设计 (36)第六章安全监控系统设计 (38)第七章防尘、防灭火系统设计 (41)第一节防尘系统设计 (41)第二节防灭火系统设计 (42)第八章生产系统 (47)第九章供电系统设计 (49)第一节工作面设备负荷统计 (49)第二节供电概况 (50)第三节变压器容量选择 (50)第四节高压电缆选择 (52)第五节低压电缆选择 (57)第六节移变容量校验 (58)第七节低压电缆校验 (59)第八节开关选型及整定 (60)第九节保护接地要求 (68)第十节工作面电缆配备表 (68)第十章防治水设计 (70)第一节工作面概况 (70)第二节地质构造 (71)第三节水文地质特征 (71)第四节工作面涌水量预算 (71)第五节排水系统设计及防治水措施 (72)第十一章避灾路线 (77)第十二章安全技术措施 (78)第一节工作面防灭火措施 (78)第二节防顶板事故措施 (79)第三节防尘措施 (80)第四节机电运输安全措施 (82)第五节机电管理措施 (83)第一章工作面概况第一节开采范围XX工作面位于井田22盘区,切眼靠近22盘区地面三维地震勘探(依据2015年1月由陕西省煤田地质局物探测量队提交的《22盘区补充勘探三维地震报告》)圈定的22盘区煤层沉积缺失带边界;工作面机、风两巷均为未开采区域,高位巷布置在XX风巷内错13m。
采煤机、刮板输送机和液压支架之间横断面配套尺寸如图1所示。
. All Rights Reserved.图1液压支架、采煤机、刮板输送机几何关系示意图由图1可知,输送机的结构形式及附件必须与采煤机的结构相匹配,其中部槽应与液压支架的推移千斤顶连接装置的间距和连接结构相匹配。
采煤机的采高范围与支架的最大和最小结构尺寸相适应,而其截深应与支架推移步距相适应。
1.2“三机”性能配套综采工作面“三机”性能应相互匹配,否则会相互制约,设备难以充分发挥其作用。
其主要涉及的内容有:1)采煤机底托架与输送机槽的匹配。
2)采煤机摇臂与输送机头尾和自开切口的匹配。
3)支架性能与采煤机牵引速度的匹配。
1.3“三机”生产能力配套工作面小时生产能力取决于工作面的年产量,采煤机的生产能力依据工作面小时生产能力确定。
其它配套设备的能力都应大于采煤机的生产能力。
就“三机”而言,工作面输送机的生产能力应大于采煤机的生产能力,液压支架的移架速度应大于采煤机的工作速度。
1.4“三机”寿命配套“三机”寿命配套是指综采工作面各单机设备的大修周期应该相互接近。
高产高效要求工作面各种设备,特别是主要设备必须处于良好的运转状态。
如果在工作面生产过程中,设备交替更换进行大修或“带病”运转,则必然影响高产高效的实现,也会对设备造成损坏。
2采煤机选型原则及主要技术要求,合理施工。
图32004年以来广州市本币贷款余额及其分项数据数据来源:Wind 资讯5利润增速略低于去年同期2013年,广州地区银行业金融机构累计实现利润总额555.78亿元,比去年同期增加53.11亿元,增长10.57%,增速同比下降0.92个百分点,其中广州农商行累计利润同比增长20.29%,广州银行同比增长19.45%,广州市五家村镇银行累计利润0.54亿元,比年初增加了0.52亿元。
进一步提升服务实体经济效能。
(上接第312页)3.1.7特种支架对特定的开采要求,应选用相应的特种液压支架,如放顶煤支架,铺网支架等。
第一节巷道布置和工作面基本参数一、巷道布置本工作面正、付巷沿煤层走向方向布置,正巷长度为1228m,付巷长度为1168m,切巷长度为240m。
附图一:巷道布置图二、巷道支护形式和断面特征:第二节支架设计选型计算一、液压支架选型原则1、支护强度应与工作面矿压相适应。
支架的初撑力和工作阻力要适应直接顶和基本顶岩层移动产生的压力,将空顶区的顶底板移近量控制到最小程度。
2、支架结构应与煤层赋存条件相适应。
3、支护断面应与通风要求相适应,保证有足够的风量通过,而且风速不得超过《煤矿安全规程》的有关规定。
4、液压支架应与采煤机、刮板输送机等设备相匹配。
支架的宽度应与刮板输送机中部槽长度相一致,推移千斤顶的行程应较采煤机截深大100-200mm,支架沿工作面的移架速度应能跟上采煤机的工作牵引速,移架速度还应满足生产指标的要求,支架的梁端距应为340mm 左右。
二、液压支架选型依据及内容1、选型依据:支架选型前必须将工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全面查清、探明,编出综采采区、综采工作面地质说明书。
2、选型内容:选择支架时,要确定下述内容:支架类型,如支撑掩护式或掩护式;立柱根数;支护阻力,包括初撑力、额定工作阻力;支架结构高度,包括最大和最小高度;顶梁和底座的结构形式、尺寸及其相对位置;对防滑、防倒、防片帮、调架、移架、端面维护等装置的要求;操作方式、阀组性能等。
三、基本支架初步设计1、基本支架主要技术参数的确定⑴支护强度(工作阻力)从理论上分析,合理的支护强度应正好与顶板压力相平衡。
支护强度过大,不仅增加支架重量和设备投资,而且给搬运、安装带来困难;过小则会造成顶板过早下沉、离层、冒落,使顶板破碎,造成顶板维护困难。
因此支护强度的大小应取决于工作面采场矿压的大小。
但由于目前对采场矿压的大小还不能进行准确的定量计算,目前主要以经验法或实测数据,来确定支架的支护强度。
①采用经验公式计算支架的支护强度:510,q KH Mpa γ-=⨯=8×3.3m ×2.5×103×10-5kg/m 3=66×10-2Mpa=0.66Mpa式中:q —支护强度;K —作用于支架上的顶板岩石系数,一般取5-8。
摘要支护设备与采煤机的选型设计的主要内容包括:综采工作面液压支架的选型、综采工作面采煤机械的选型、综采工作面刮板输送机的选型。
液压支架结构参数与支护强度的确认,采煤机生产率以及电机功率的验算,采高、卧底量与最大截割速度的校核,刮板机与各种辅助设备的验算。
本次设计是根据原始数据来选择综采工作面的采煤设备以保证综采工作面的高产、高效和安全,并结合我国国情,做到技术经济指标上先进合理、安全可靠。
关键词:液压支架采煤机刮板运输机目录绪言 (3)第一节机械化采煤工作面类型的确定与论证 (4)第二节液压支架的选型设计 (5)第三节单体液压支柱工作高度,支护强度及型式的选择 (13)第四节滚筒采煤机的选型 (14)第五节采煤机、支护设备、输送机配套关系图 (19)绪言一、设计意义我国是煤炭生产大国,随着近几年科学与经济事业的发展,煤炭产量也大幅度增加据中国煤炭工业协会所发布的《2008年全国煤炭工业统计快报》显示,2008年,我国煤炭产量完成27.16亿吨,同比增加1.93亿吨,同比增长7.65%。
其中,山西、内蒙古、陕西等8个省区煤炭产量超过亿吨,神华集团、中煤能源、大同煤矿等35家大型煤炭企业产量超过1000万吨,神东等13个大型煤炭基地产量超过了20亿吨。
当然,产量的增加是与综采工作面的机械设备所分不开的。
而此次设计就是在原始数据的基础上选择综采工作面的各种机械设备,以达到高产,高效,安全,并且经济实用。
也是让我们可以在以后的工作中更快的进入工作状态,更好的投入到煤炭事业中。
二、设计题目参数选择设计任务书上的序号13题。
1、煤层厚度h max=3.0m,h min由设计人员自定为2.0m截割阻抗A=340牛顿/毫米,煤层倾角23°顶板条件:老顶Ш级直接顶4类工作面设计长度130M,设计年产量90万吨2、生产安排⑴、一年工作日按300天计算;⑵、实行四班工作制,三班采煤,一班准备,每天生产时间为18小时。
第一章工作面概况第一节工作面位置及内外情况一、井上位置1909工作面位于本掘进工作面位于蔡家沟村山地,工作面为第三、四纪黄土覆盖,掘进对地表无影响。
工作面切眼距本矿矿界20米,地表地形复杂多为坡、沟耕地。
预计回采会造成地表裂缝塌陷,但影响不大。
地面标高:1040~1123m二、井下位置1909工作面位于本矿南采区。
北部为1909轨道顺槽;南为实体煤区;西接南采回风下山巷(轨道下山、皮带下山);向东掘进1574m (与本矿矿界相隔20m)。
工作面标高:950~900m 平均盖山厚度:90m第二节煤层赋存一、煤层赋存1909工作面可采的9#煤属石炭系太原组中段煤层,根据掘进巷道揭露及工作面临近钻孔分析,本煤层平均厚度2.2米,含2~3层夹矸,厚0.20米,该煤层赋存稳定,结构简单,总体呈一单斜构造,属稳定的I类I型,煤层倾角2°~6°,平均4.5°,容重1.35T/m3,摩氏硬度2~3级。
四、储量第三节 煤层顶底板一、 顶、底板情况顶底板名称厚度(m )硬度 岩性类别 顶板 基本顶30.2 4 灰黑色细、中砂岩 直接顶 6.0 3 泥岩、砂质泥岩 伪顶 0.2 1 黑色泥岩 底板 基本底1.63黑色泥岩、细砂岩附图1:综合煤层柱状图第四节 工作面内地质构造一、地质构造:1909轨道顺槽在掘进到87m 时遇到一个长约45m 的陷落柱,,在748m 时遇到一长约43m 长的陷落柱。
倾角2°~7°,本工作面切眼基本按倾向布置,回采按走向推进,易于破煤,工作面出现零星陷落柱等。
顺槽大致中间高两头低一点,坡度3°~7°。
在中部段宽缓凹陷,呈倒倾斜现象。
走向长(m ) 可采长(m ) 倾斜长(m ) 斜面积(㎡) 煤厚(m)溶重(t/m ³) 工业储量(Kt ) 采高(m ) 回收率(%) 可采储量(Kt )15121456 1607.042.21.35691.9 2.295657.3由于以上工作面1905、1907工作面回采后,导致采空区积水和压力增大,会对本工作面造成危害,所以在回采时要坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则,加强顺槽支护及探巷排放水管理。
采煤机选型一、采煤机选型1、滚筒直径的选择根据目前我国采煤机生产现状及使用情况,设计选用双滚筒采煤机。
双滚筒采煤机滚筒直径应大于最大采高h m a x的一半,一般可按D=(0.52~0.6)h m a x选取,采高大时取小值,采高小时取大值。
目前双滚筒采煤机的滚筒直径也已经系列化,所以滚筒直径的选取选取和标准直径相近的数值。
D=0.52×2.9=1.508(m)根据计算,设计取 1.6m。
2、截深的选择截深的选择,受煤层厚度、倾角、顶板稳定性、截割阻抗、及液压支架的推移步距影响。
中厚煤层一般选取0.6m~0.8m,同时考虑到我国生产的采煤机大部分截深在0.6m左右,设计选取截深为0.6m。
3、滚筒转速及截割速度滚筒转速的选择,直接影响截煤比能耗、装载效果、粉尘大小等。
转速过高,不仅煤尘产生量大,且循环煤增多,转载效率降低,截煤比能耗降低。
根据实践经验,一般认为采煤机滚筒的转速应控制在30~50转/分较为适宜。
设计取45转/分。
滚筒直径为 1.6m,转速为45转/分,则可计算出截割速度为 3.768米/秒。
4、采煤机在截割时的牵引速度及生产率采煤机截割时牵引速度的高低,直接决定采煤机的生产效率及所需电机功率,由于滚筒装煤能力,运输机生产效率,支护设备推移速度等因素的影响,采煤机在截割时的牵引速度比空调时低得多,采煤机牵引速度在零到某个值范围内变化,选择截煤机时的牵引速度,要根据下述几个方面因素,综合考虑。
1)根据采煤机最小设计生产率Q m i n 决定的牵引速度V 1,γ···60min1B H Q V =m/min式中:Q m i n ——采煤机最小设计生产率,260.4t/h , H ——采煤机平均采高,2.65m , B ——采煤机截深,0.6m γ——煤的容重,1.35t/m 3min)/(02.235.16.065.2604.260···60min 1m B H Q V =⨯⨯⨯==γ 2)根据截齿最大切削厚度决定的牵引速度V 2,采煤机截割过程中,是滚筒以一定的转速n ,同时又以一定的牵引速度V 2沿工作面移动,切削厚度呈月牙规律变化,如果滚筒一条截线上安装的截齿数为m ,则截齿最大的切削厚度h m a x 在月牙中部,可用下式求出。
煤矿设计基本公式及参数(机电类)一、采煤机选型计算基本公式1、采煤机平均牵引速度工作面每进一刀按下式计算:Q刀=B×H×C×r式中:Q刀——工作面一刀产量(t/刀);B——采煤机截深(m),根据《煤炭工业矿井采掘设备配备标准》(GB/T51169—2016); H——平均割煤厚度(m);L——工作面长度;C——工作面煤的回收率(%),取0.95;γ——煤的实体密度(t/m3)。
Q刀=工作面日进刀数由下式计算:n=Q年×B330×Q刀×K式中:n——采煤机日进刀数(刀);Q年——工作面年设计产量(t/刀);B——机采煤厚占总煤厚的百分比(%);330——年工作天数;K——不均衡系数,0.9~0.95;Q刀——工作面一刀产量(t/刀)。
n=采煤机平均牵引速度按下式计算:V c=n·(L−L1)[(T·K−n·t1)×60]式中:V c——正常条件下割煤时采煤机平均牵引速度(m/min); n——采煤机日进刀数(刀);L——工作面长度;L1——进刀长度(m),取30m;T——工作面生产班时间;t1——每循环进刀时间(h);K——采煤机开机率。
V c2、采煤机平均生产能力计算Q m=60×H×B×V c×γ×C 式中:Q m——正常条件下采煤机平均生产能力(t/h);H——工作面煤层平均采高(m);B——采煤机滚筒截深(m);V c——正常条件下割煤时采煤机平均牵引速度(m/min);γ——煤的实体密度(t/m3);C——工作面回采率。
Q m=3、采煤机设计最大生产能力计算Q max=K c×Q m式中:Q max——采煤机设计最大生产能力(t/h);Q m——采煤机平均生产能力(t/h);K c——采煤机割煤不均衡系数(1.2~1.5)。
Q max=4、采煤机装机功率计算P=60×K c×B×H×V max×γ×H w式中:P——采煤机装机功率(kw);K b——备用系数,取1.3~1.5;B——采煤机滚筒截深(m);H——工作面煤层平均采高(m);γ——煤层容重;H w——采煤机单位能耗,取(0.6~0.8)(kw·h)/t;V max——采煤机最大割煤速度(m/min);K c——采煤机割煤不均衡系数(1.2~1.5);V——采煤机平均割煤速度(m/min)。
放顶煤开采工作面方案设计编制提纲
1.引言
顶煤开采是煤炭开采过程中的一种重要方式,能够提高煤
炭采收率,优化煤炭采选工艺流程,降低煤炭开采成本,提高安全
性能,受到广泛的关注和重视。
在顶煤开采过程中,制定合理的工
作面方案显得尤为重要,本文将对顶煤开采工作面方案设计的内容、原则、流程等方面进行探究。
2.工作面方案设计的内容
(1)地质条件分析:对矿区地质条件进行详细分析,包括
煤层走向、倾角、厚度、断层、岩浆岩等地质条件及其对采矿的影响。
(2)选煤机选择和排布:根据地质条件及矿区的采煤机具
种类和数量确定采掘方式,并确定采掘工作面及采掘机械设备的排
布方案。
(3)采煤工艺选择及设计:根据煤炭性质、采煤机类型、
采掘工艺及采掘面条件等因素,确定合理的采煤工艺方案、采煤流
程及机具配置方案等内容。
(4)工作面排水方案:制定合理的工作面排水计划,根据
水文地质条件及排水流量,选择合适的排水设备和排水方式。
(5)通风方案:制定合理的通风方案,根据采取的采煤方式、工作面长度、采高、工作面的气压等因素进行通风计算,并保
证风量、风速合适,降低瓦斯浓度,维持工作面环境安全。
1。
采煤专业现场安全生产标准化一、工作面外环境基本标准1、巷道管线吊挂:动力电缆和通讯信号电缆进行分类吊挂,通讯信号电缆挂在动力电缆上方,间距大于100mm;信号电缆之间、动力电缆之间的距离不应小于50mm,电缆钩间距1.5m,吊挂高度距底板不少于1.5m,钩于钩之间的电缆垂度不得大于50mm;垂直吊挂巷帮一侧,管距为 200mm;管路吊挂卡箍间距3m;管路最高处距底板不能超过 1.3m。
要横平竖直,不得交叉重叠,严禁软管出现死弯。
泵站、油脂库、带式输送机机头和机尾等场所要有照明。
工作面大样图要统一标准尺寸,原则上牌板吊挂上平面距底板2米,下平面距底板1.4米(执行标准:整体悬挂平直,悬挂高度上下±200MM误差范围内不扣分;如巷道存在起伏不平现象要求整体悬挂平直,现场实测一处达到该标准即可),遇巷道特殊情况无法吊挂时,保证吊挂高度一致,便于观看,牌版字迹清晰,内容齐全,表面干净整洁,吊挂区域安装照明设施(工作面大样图板具体包括:瓦斯煤尘管理制度、工程质量验收制度、交接班制度、事故分析制度、设备包机制度、机电工岗位责任制、设备巡回检查制、机电工操作规程、工作面布置示意图、工作面生产系统示意图、工作面正规循环作业图表、工作面通风系统示意图、工作面避灾路线示意图、工作面支架布置及两巷超前支护示意图、工作面供电系统示意图、工作面设备布置示意图、工作面监测监控示意图、工作面防尘系统。
2、巷道平整:无淤泥、积水长不超过1.5米,深度不超过100mm;无浮煤(皮带架下长≯5m厚≯30mm),巷道及轨道两侧不得有超过50mm见方大块炭或杂物;巷道内无100mm以上台阶;无空悬物(执行标准:具体指废旧条丝、锚链、起吊环等长期废弃不用的物品),定期对辖区巷道进行冲洗(执行标准:巷道每天冲洗一次,转载点每班冲洗一次);巷道轨道线路材料码放:设料场分类码放在巷道一侧,严禁巷道两侧同时码放,支护材料必须上垛码放整齐,外沿成线管理,材料码放横竖整体成线,高度不超过1.5m,距离轨道不小于0.7m,绞车前后各10米范围内严禁码放。
支护设备与采煤机选型设计第一节机械化采煤工作面类型的确定与论证机械化采煤工作面,根据支护设备型式不同。
可分为普通机械化采煤工作面(简称普采)及综合机械化采煤工作面(简称综采)。
综采工作面主要设备为双滚筒采煤机、刮板输送机、液压支架,综采工作面机械化程度高、安全、生产率高,国内不少综采工诈面年产量超过100万吨.但它的设备投资大,对煤层厚度、倾角、地质条件变化要求严格.普采工作面主要设备为滚筒采煤机、刮板机输送机、金属摩擦支柱或单体液压支住及金属铰接顶梁。
(采用单体液压支往、金属铰接顶粱的工作面亦称高档普采工作面)。
普采工作面设备投资小,在煤层厚度、倾角、地质条件变化较大时,适应性好,但它的机械化程度、安全、生产率比综采低。
当工作面的煤层厚度、倾角、地质条件,设计生产能力等已知时,究竟采用那种类型的机械化采煤工作面,应经过经济技术方面认真分析,论证后再去确定,一般讲当工作面内煤层厚度较厚,煤层倾角及煤层厚度变化不大,地质条件比较稳定,没有大的断层,夹矸等,工作面没计生产能力又比较高.采用综采比较好,相反,当煤层厚度不大.但厚度、倾角变化较大,工作面设计生产能力不很高时,采用高档普采能更好的适应煤层地质条件的变化,并能取得较好的经济效益.我国目前规定普采年生产量为20~30万吨。
综采;当采高大于2米,年产量为50~80万吨,采高1.1米时年产量为30~50万吨。
第二节液压支架的选型一、影响液压支架选型的因素影响液压支架选型的因滚.主要是矿山地质条件,如顶、底板稳定性、煤层厚度、煤层倾角、煤层赋存状况及瓦斯含量等,其中以煤层及顶,底扳稳定性影响最大。
1.顶板稳定性:顶板稳定性直接影响支架的架型支护强度,顶板岩性的不同.决定支架的架型的型式,岩层载荷和顶板的稳定性主要影响支架支护强度和顶梁的结构型式。
一般讲:煤层顶板稳固平整,应选用支撑式支架;煤质松软、顶板破碎煤层,应选用掩护式支架;而煤层顶板坚硬。
则应选用支撑掩护式支架。
2.底板稳定性:底板岩石的组成.结构及岩石力学性质是支架选型不可忽视的另一重要条件.底板的稳定性.对支架底座影响颇大.支架架型选取不当,会使支架陷入底板,使移架困难。
根据我国煤层底板岩石抗压强度。
建议:按表2-1选型。
表2-1 不同底板条件下选用的架型岩石松软粘土岩页岩(或松软煤)较软粘土岩页岩(或松软煤)一般粘土岩砂页岩、砂岩(或煤)抗压强度MPa <2.0 >2.0 >4.0应选架型掩护式液压支架式两柱支掩式掩护式支架支掩式支架支掩式及强力支撑四柱及强力支撑3.煤层厚度:煤层厚度主要影响支架支护强度,煤层厚度越大支护强度应越高,煤层厚度大小及变化情况,又决定着支架的结构高度和伸缩范围。
4.煤层倾角:煤层倾角主要影响支架稳定性,煤层倾角大则易使支架发生倾倒、下滑等现象。
必须采取防倒防滑措施。
5.煤层埋藏稳定性:实践证明:煤层埋藏越平稳,综采的效果越好。
断层及其性质对支架的使用好坏起决定性的影响。
若断层落差大,综采设备通不过,断层条数多,综采面搬家次数多。
6.煤层瓦斯含量:瓦斯含量大的煤层应采用通风断面大的支架。
液压支架架型选择是否合适,最终必然反映到经济效果上。
应尽量做到安全、高效,而又能降低吨煤成本。
支撑式液压支架虽然价格便宜,但使用性能远不如掩护式和支撑掩护式液压支架优越。
因此:在可能情况下,应优先选用掩护式和支撑掩护式两种架型。
除矿山地质条件外,采矿技术条件,如回采方式,采面长度,采煤机械类型、生产环节等因素对液压支架的造型也有一定的影响。
二、煤层顶板及顶板分类覆盖在煤层上的岩石,依次分为伪顶、直接顶、老顶,它们统称为煤层的顶板。
伪顶是紧贴在煤上极易冒落的较薄岩层,通常在煤层被采下后随即冒落,对液压支架的选型一般没有影响。
直接顶位于伪顶之上,无伪顶时直接位于煤层之上,通常是在移架或回柱后随即冒落,直接顶下部1.5~2米厚的岩石叫直接顶下位岩石,它对架型的选择有决定性的影响。
1.直接顶分类我国将缓倾斜煤层回采工作面直接顶根据其稳定程度分为四类1)、不稳定顶板:也称破碎顶板,这类顶板很易冒落。
冒落后岩石能基本充满采空区。
泥质页岩,再生顶板等属于这类顶板。
2)、中等稳定顶板:强度较高,但有大量节理裂隙,局部较完整,冒落后不能充满采空区,一般在支护设备前移后随即冒落。
砂质页岩,粉砂岩属予这类顶板。
3)、稳定顶板:难于冒落,需支架帮助切顶。
4)、坚硬顶板:极难于冒落,采后需强制放顶,砂岩,坚硬砂质页岩等属于这后两类。
直接顶分类的主要指标是强度指数D,并参考直接顶初次跨落步距L1(米)来决定。
直接顶初次跨落步距Ll是指工作面推进一定距离后,直接顶冒落高度在1~1.5米以上,范围占全工作面长度1/2以上时,初次切顶线距开切眼煤壁之间距离。
强度指数D可由下式求出.D=6D·Cl·Cz式中:6D—岩石的单向抗压强度,公斤/厘米2:C1—节理裂隙影响系数Cz一分层厚度影响系数6D、C1、Cz值可查阅陶驰东主编“采掘机械"书及有关资料得到。
根据D并参考Ll直接顶类别的确定见表2—2。
表2—2 直接顶类别类别指标1 2 3 4不稳定顶板中等稳定顶板稳定顶板坚硬顶板主要指标强度指数D ≤30 31~70 7l~l 20 >1 20 无直接顶层厚在2~5米以上,6D> 560800Kgf/cm2,节理裂隙间距和分层度大于1米的整体岩层。
参考指标直接顶初次跨落步距L:(M)≤S 9~1 8 l 9~2S >2 52.老顶分级老顶位于直接顶之上,顶板分级主要由直接顶厚度∑h与采高H之比值N来决定,再参考老顶初次来压步距L2,N的意义是指冒落带充满采空区的程度,L2是指工作面初次切顶线到开切眼煤壁之间老顶悬露的长度。
老顶周期来压的强弱,对确定支架的吨位即支护强度有决定性影响,N越大L2越小,说明老顶周期来压不明显,作用在支架上的载荷小而稳定,支架的支护强度不需要很大,相反,N越小,L 2越大,老顶周期来压就越强烈,作用在支架上的载荷就越大且有冲击,支架的支护强度就要求比较高。
根据N和L2值老顶被分为四级。
见表2—3表2-3 老顶分级级别ⅠⅡⅢⅣ周期来压不明显明显强烈极强烈指标 N>3~5 0.3<N≤3~5Ll=25~50(M) 0.3<N≤3~5Ll>50(M)N≤0.3Ll=25~50(M) N<0.3Ll>50(M)三、液压支架的选型液压支的选型,包括选择支架的架型,支架的结构参数和支架强度的确定。
1.架型的选择:液压支架根据对顶板的支护方式和结构特点不同,可分为支撑式、掩护式、支撑掩护式三种基本型式。
支撑式支架顶粱长,立柱多,且垂直支撑,工作阻力大,切顶能力强.通风断面大,后部有简单的挡矸装置,架间不撑紧,对顶板不密封,它适用于稳定或坚硬以上直接顶和周期来压明显或强烈的老顶条件。
掩护式支架有宽大的掩护梁可挡住采空区冒落的矸石,它的顶梁较短,支柱少且倾斜支撑,架间密封,支架工作阻力较小,切顶能力差,但由于顶粱较短控顶面积小,支护强度不一定小,它适用于不稳定和中等稳定直接顶条件。
支撑掩护式支架兼有支撑式和掩护式支架结构特点,顶梁较长,立柱较多,呈垂直或倾角较小倾斜支撑,故工作阻力大,切顶能力强,具有掩护梁架间密封,挡矸掩护性能好。
它适用稳定以下各类顶板,有取代支撑式支架的趋势,但它的结构复杂,重量较大,价钱较高。
当工作面直接顶类别,老顶级别已确定经过分析论证后,可按表2-4选择支架型式。
表2-4 适应不同类级顶板的架型及支护强度老顶级别ⅠⅡⅢⅣ直接顶类别 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 4架型掩护式掩护式支撑式掩护式掩护式支撑掩护式支撑式支撑掩护式支撑掩护式掩护式支撑掩护式掩护式支撑掩护式采高<2.5m时支撑式采高>2.5m时支撑掩护式支架支护强度(吨/米2)采高(米) 11234 3035(25)45(35)55(45) 1.3×301.3×35(25)1.3×45(35)1.3×55(45)1.6×301.6×351.6×451.6×55>2×30>2×35>2×45>2×55结合深孔爆破,软化顶板等措施处理采空区单体支柱支护强度(吨/米2)采高(米) 1123 152535 1.3×151.3×251.3×351.6×151.6×251.6×35按采空取处理方法确定使用表2—4时,还应注意下列因素:1)、煤层厚度大于2.5米,顶板有侧向推力时,一般不宜采用支撑式支架,煤层厚度在2.5~2.8米以上时,应选用带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架,煤层厚度变化大时应采用调高范围大的双伸缩支柱。
2)、煤层烦角在10~1 5o(支撑式支架取下限,掩护式取上限)以上时,支架应有可靠的防滑防倒装置。
3)、底板强度、支架对底板比压应小于底板岩石允许抗压强度。
4)、瓦斯含量,瓦斯涌出量大的工作面,应优先选用通风断面大的支撑式或支撑掩护式支架。
5)、地质构造、断层发育、煤层厚度变化大,顶板允许暴露时间和面积分别为20分钟以下和5~8m2时,暂不宜采用综采设备6)、设备成本,能同时允许选用不同架型时,应优先选用价格便宜的支架。
另外,表2-4中的支护强度是指单位面积上的支撑力大小,括号内数字是掩护式支护强度;但允许有5%的波动范:1.3,1.6,2分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级老顶比l级老顶的增压倍数,Ⅳ级老顶由于地质条件变化较大,只给出最低限2,具体数字应根据实际情况确定,单体液压支柱的支护密度,可用表中的支护强度除以工作阻力计算。
表中采高系最大采高,具体采高下的支护强度可用插值法计算。
2.液压支架结构参数的确定液压支架的结构参数,主要指液压支架的结构高度,液压支架的结构高度,应能适应采高的要求。
它根据煤层厚度(或采高)和采区范国内地质条的变化等因素来确定。
其选择的原则时:在最大采高时,液压支架应能“顶得住”,在最小采高时,支架能“过得去”。
支架最大结构高度Hmax和最小结构高度Hmin,具体由下面经验公式计算:Hmax=hmax+a米=2.5+0.2=2.7(米)Hmin=hmin―SZ―b―C米=1.8-0.2-0.1-0.1=1.4米式中:Hmax, hmin——煤层最大厚度和最小厚度;米a——考虑伪顶,煤皮冒落后,支架仍有可靠初撑力所需要的支撑高度的补偿量;中厚煤层可取200毫米,厚煤层可取300毫米;薄煤层适当减小;S——顶板最大下沉量(一般取支架后排立柱处顶板的下沉量,可借鉴邻近工作面的观测资料选取,若无这方面资辩,可按100~200毫米选取,I级老顶取大值,Ⅳ级老顶取小值;b——支架卸载前移时,立柱伸缩余量,煤层厚度大于1.2米时,取80~100毫米;c——支架顶粱上存留的浮煤和碎矸石厚度,一般取50~100毫米。