综采支架选型方案样本.doc

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目录
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1.35 t/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) 支架经过优化设计, 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
31.5 Mpa
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
1.26 Mpa

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
5.6t 6.6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见优选规格。
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见优选规格。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; 其余阀均为支架常见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- 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,工作面其它人员全部撤出。
( 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能够看出, 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
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
1.1 ZY2400/08/16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 750 mm
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 140 mm
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。