金山坡煤矿液压支架选型设计

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1、金山坡煤矿液压支架选型设计金山坡煤矿液压支架选型设计第13卷第4期(总第83期)2008年8月煤矿开采CoalminingTechnologyVo1.13No.4(SeriesNo.83)August2008■匠赢酲国金山坡煤矿液压支架选型设计苏林军(煤炭科学研究总院开采设计研究分院,北京100013)[摘要]针对金山坡煤矿9,11主采煤层的地质条件,综合考虑煤层储量,生产接续和投资等问题,选用了一种能够同时满足9,11两层煤需要的液压支架,不仅节约了大量资金,而且提高了设备利用率,便于设备管理及备件组织.[关键词]液压支架;选型;设计[

2、中图分类号]TD355.42[文献标识码]B[文章编号]1006-6225(2008)04-0070-02LeetotypeDesignofPoweredSupportinJinshanpoColliery1矿井地质条件介休市连福镇金山坡煤矿原为介休市连福镇镇办煤矿,于2005年8月被山西义棠煤业有限责任公司收购,计划建成一座年产0.9Mt的标准化矿井,矿井主采9,11两层煤.9煤层厚度2.4～2.8m,平均2.6m.顶板为石灰岩,厚2.0—3.2m,平均2.61m,底板为泥岩,厚2.0～4.0m.煤层倾角6～26.,一般不大于14..该

3、煤层为低灰,中硫主焦煤.煤层正常涌水量为280m/d,最大涌水量为460m/d.11煤层厚度2.7～3.3m,平均3.1m.顶板为砂质泥岩,比较破碎,厚2.30～4.09m,底板为细砂岩.煤层倾角6～26.,一般不大于14..该煤层为中灰,低硫焦煤.2液压支架选型金山坡煤矿的综采接续为9煤层和11煤层交替开采,若9煤层和11煤层分别采用不同型号的支架,则用于开采9煤层的支架需要2套,用于开采11煤层的支架也需要2套,共需要4套支架,大大增加了投资.为了节约资金,提高设备的利用率,方便设备管理及备件采购,在满足地质条件要求的前提下,尽可能统

4、一架型.2.1支架基本参数的确定2.1.1支架支护强度的确定计算支架支护强度,一般采用下面两种方法计算,取其中的最大值.(1)按岩石重力密度法公式计算:P…一式中,P为支护强度,kN/m;h为采高,m;为顶板岩石重力密度,kN/m;K为岩体碎胀系数;/Z为安全系数.(2)根据现场实测数据的回归公式计算:P=72.3h+4.5L.+78.9B一12.24N一62.1式中,L为基本顶周期来压步距,m;B为控顶距,m;N为充填系数,直接顶与采高的厚度比.上述公式中,9煤层和11煤层原始参数如表1所示.将其代入支护强度计算公式,得如下结果:表1煤

5、层原始参数——!竺!9煤层2.8251.352.5304.11.1411煤层3.1251.352104.022按岩石重力密度法公式计算,9煤层支架支护强度P=500kN/m,11煤层支架支护强度P=443kN/m.根据现场实测数据的回归公式计算,9煤层支架支护强度P=585kN/m,11煤层支架支护强度P=496kN/m.综合上述两层煤的计算结果,支架支护强度取上限值,即支护强度P:585kN/m.2.1.2支架额定工作阻力确定根据支架的支护强度及结构参数,可以确定支架的额定工作阻力,计算公式如下:Q=C?P?B?Sc/K式中,Q为液压支

6、架额定工作阻力,kN;C为备用系数,一般取1.1～1.2,此处取1.15;S为支架中心距,取1.5m;K为支撑效率,二柱掩护式支架取0.85.[收稿日期]2008—05—07[作者简介]苏林军(1967一),男,河南唐河人,硕士,高级工程师,现从事液压支架研究工作.70苏林军:金山坡煤矿液压支架选型设计2008年第4期代人计算公式,可得支架工作阻力Q=4867kN.参考标准MT/169—1966中的规定,根据以上计算结果取整,综合考虑初撑力和工作阻力的比值,立柱缸径等因素,取额定工作阻力为Q=5000kN.2.1.3支架结构高度的确定(1

7、)支架最大结构高度(H)的确定:9煤层厚2.4—2.8m,平均厚2.6m.支架最大采高采为2.8m,支架最大结构高度比最大采高妥大0.2m,即:H1=采+0.2=3.0m11煤层厚2.7—3.3m,平均厚3.1In.支架最大采高采为3.3m,支架最大结构高度比最大采高采大0.2m,即:H1=采+0.2=3.5m综合考虑两层煤的采高要求,取支架最大结构高度为3.5m.(2)支架最小结构高度()的确定:支架的最低结构高度要满足两层煤最小采高时的顶板下沉量,采煤机和输送机的配套以及整架运输等要求.确定支架最小高度为1.7m.综上所述,金山坡煤矿

8、开采9煤层和11煤层所用的支架型号可以统一为ZY5000/17/35型掩护式液压支架.2.2支架主要结构形式顶梁形式9煤层直接顶为石灰岩,其完整性较好,而11煤层的顶板为破碎顶板,其完整性较差