西細(xì)莊礦1煤層簡易支架選型及改進(jìn)研究

1、    西細(xì)莊礦1煤層簡易支架選型及改進(jìn)研究    蔡世忠范宗乾王振剛摘 要：西細(xì)莊煤礦煤層賦存復(fù)雜，綜采設(shè)備難以適應(yīng)，選擇合理的支架是保證產(chǎn)量的關(guān)鍵。本文針對開灤集團(tuán)西細(xì)莊礦1煤煤層厚度變化大、工作面不規(guī)則、頂板條件復(fù)雜、頻繁過斷層等特點，確定了簡易支架的類型，結(jié)合實際情況設(shè)計工作參數(shù)，改進(jìn)支架的結(jié)構(gòu)，探討了其應(yīng)用效果，為復(fù)雜煤層條件簡易支架改進(jìn)提供了技術(shù)保證。關(guān)鍵詞：架型分析 支架改進(jìn) 支護(hù)強(qiáng)度 工作阻力：td325 ：a ：1672-3791（2014）02（c）-0096-02西細(xì)莊礦年產(chǎn)量為45萬噸，煤炭儲量較小，在開采1煤層時，由于1煤層工作

2、面走向長度短，開采頻過斷層、煤層厚度變化大、斷層切割嚴(yán)重等因素，綜采設(shè)備難以適應(yīng)1，因此，研究簡易支架選型及其適應(yīng)性對西細(xì)莊礦具有重大意義。1 地質(zhì)概況開采煤層1煤下厚上薄，下部煤層厚度2.42.5 m，為主采層。1煤上部為砂巖與泥巖互層，煤層頂板整體上屬于厚度較小的復(fù)合頂板結(jié)構(gòu)，對煤層開采不利2。1煤層直接底板為泥巖，遇水軟化，難以控制其煤層柱狀圖如（圖1）所示。1煤層存在落差較大斷層并橫穿工作面，頂板偽頂難以控制，造成大采高開采，片幫嚴(yán)重，頂板局部冒頂嚴(yán)重，難以布置出走向合適的正規(guī)綜采工作面。2 合理支架選型及改進(jìn)2.1 架型分析（1）支架基本參數(shù)。根據(jù)1煤地質(zhì)情況、礦壓數(shù)據(jù)，結(jié)合支護(hù)強(qiáng)度

3、、支護(hù)面積計算支架的基本參數(shù)為：工作阻力：4800 kn，支架高度：1.63.2 m，支架寬度：1.431.60 m，支架強(qiáng)度：>0.72 mpa（在使用范圍內(nèi)）。（2）架型確定。由于斷層切割，有可能導(dǎo)致老頂?shù)募羟羞\動破壞類型，要求支架有阻抗老頂滑移運動的反作用力，要求支架采用支撐掩護(hù)式、帶前探梁、外套式伸縮前梁結(jié)構(gòu)3，并配備適應(yīng)過斷層需要的其它機(jī)構(gòu)4，支架結(jié)構(gòu)如（圖2）所示。（3）面臨問題。實際生產(chǎn)過程中工作面行人道管路多，難以整理，不能保證行人暢通；擋矸板、擋矸鞋與支架的連接裝置強(qiáng)度低，損壞嚴(yán)重；支架的前柱窩相對機(jī)采面而言無用，且梁的長度較短，和220刮板機(jī)配套后易造成端面距大，前排

4、柱子靠擋煤板太近時，影響采煤機(jī)正常通過（采煤機(jī)接線室易碰到柱子，造成電纜的損壞）。2.2 支架改進(jìn)針對支架實際問題對懸移頂梁型支架進(jìn)行如下改進(jìn)如圖3所示。（1）支架梁長增加200 mm，全長改為3000 mm。（2）前柱窩改為中柱窩，便于初壓時增設(shè)支柱，后柱窩距中柱窩300 mm。（3）改變擋矸板和梁的連接裝置變雙孔連接為單孔連接且增大連接強(qiáng)度。同時縮小擋矸板寬度。（4）改變擋矸鞋連接方式支柱下部用卡簧和擋矸鞋卡牢。（5）改變高壓管路布置方式將管路布置在梁上，留足暢通的人行道。2.3 改進(jìn)后支架工作阻力及支護(hù)強(qiáng)度計算試采工作面直接頂?shù)暮穸葹? m，老頂?shù)暮穸?.4 m，通過近兩個月的工作面的試

5、采，老頂初次來壓步距為3638 m，設(shè)計取40 m。（1）支護(hù)強(qiáng)度。老頂初次來壓時按老頂彎曲破壞計算支護(hù)強(qiáng)度5（老頂來壓時有切頂?shù)奈ｋU）：pt=0.76 mpa（2）工作阻力確定。rt=s*pt（架間距按0.9 m考慮）。rt=2258 kn式中：a為直接頂?shù)淖饔昧?；m為第一巖梁厚度；為容重；l為老頂初次來壓步距；lk為支架控頂距離；s為支架的支護(hù)面積。改進(jìn)后的懸移支架能夠滿足老頂初次來壓時支護(hù)強(qiáng)度的要求。3 工程實踐及展望（1）現(xiàn)場應(yīng)用。采用所設(shè)計懸移支架成功實現(xiàn)了首采工作面1108及1123的安全回采，通過回采當(dāng)中對支架工作狀況的監(jiān)測，可以判定該支架適合西細(xì)莊1煤層頂板控制要求，達(dá)到預(yù)期的

6、支護(hù)效果，實現(xiàn)了高產(chǎn)高效的目標(biāo)。（2）展望。改進(jìn)后支架在回采過程中顯示出優(yōu)越的承載性能，良好的受力狀況，運行平穩(wěn)、安全可靠。該支架的成功應(yīng)用，為同類條件下礦區(qū)提高生產(chǎn)水平、提高安全生產(chǎn)水平打下良好的基礎(chǔ)，具有良好的發(fā)展前景。參考文獻(xiàn)1 劉兆明.中小煤礦高產(chǎn)高效模式m.天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2012.2 錢明高.礦山壓力與巖層控制m.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2010，9：282-291.3 史元偉.采煤工作面圍巖控制原理和技術(shù)m.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.4 岳文輝.大采高強(qiáng)力液壓支架的參數(shù)確定及結(jié)構(gòu)設(shè)計j.礦山壓力與頂板管理，2003（3）：72-75.5 郭朋星，趙輝.大采高液壓支架選型及適應(yīng)性分析j.煤炭技術(shù)，2010，12：4-5.endprint科技資訊2014年6期科技資訊的其它文章高校健康教育教學(xué)模式及效