两柱轻型综采放顶煤液压支架设计研究

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1、两柱轻型综采放顶煤液压支架设计研究xxx（平顶山煤矿机械厂，河南，平顶山467001）摘要：介绍我国大倾角厚煤层开采状况，分析其开采技术及方法，并有针对性的设计一种新型的液压支架。关键词：大倾角厚煤层；开采技术；新型液压支架1国内外发展现状在我国情况，自放顶煤开采方法问世以来，这种低成本、高效益的煤炭生产技术在我国得到了突飞猛进的发展和广泛地普及。二十世纪九十年代以来，综采放顶煤采煤法在全国很多矿井得到试验和应用，并取得了显著的经济技术效果，其中兖州煤业集团、潞安矿务局等先进的局矿的最高单工作面年产量也达到

2、了国际先进水平，大多数局矿都因此而摆脱了生产的被动局面。靖远煤业有限责任公司也先后在大水头煤矿、魏家地煤矿和红会一矿等不同条件下成功地应用了综采放顶煤采煤法，取得了良好的经济效益。与综采放顶煤开采技术同步发展的生产设备的研制水平也达到了很高的水准。就放顶煤开采技术及其装备而言，我国技术水平代表着国际最高水平。随着综放工艺技术的发展，国内已开发出了许多不同结构型式的放顶煤液压支架，目前以正四连杆低位放顶煤和反四连杆低位放顶煤以及单摆杆轻型放顶煤等型式的支架使用最多，基本上满足了国内不同开采地质条件、不同的生产

3、条件以及不同的设备投资能力的局矿的生产要求。16这些支架结构型式都是从四柱支撑掩护式综采液压支架的基础上演变发展而成的，但由于结构有所不同，使用上各具优缺点和不同的适应性；采用四连杆机构的支架具有良好的横向稳定性和较强的抗偏载能力，所不同的是正四连杆支架的放煤和过煤空间较小，而反四连杆支架的放煤和过煤空间较大，但架内没有行人通道和作业空间。四连杆型式的放顶煤支架多为大中型煤矿采用。针对许多小型矿井有限的开采条件和设备投资能力，上世纪九十年代开发出的具有结构简单、重量轻、造价低廉等特点的单摆杆综放支架较好地解

4、决了这类矿井生产技术落后的问题。2主要研究内容和意义在国内有相当部分的煤炭资源，就煤层厚度和煤质的物理特性来讲，具有良好的放顶煤开采性。但实施综放开采的条件比较差，要么是大工作面开采所剩的边角煤或残采煤，或者是因复杂的地质构造而不能形成规模型的长壁工作面，还有因生产规模和投资能力所限，不能装备较大型的综放工作面。这些情况下，一般都采用投资较为经济的单摆杆放顶煤支架——即所谓轻型支架。由于单摆杆机构抗偏载能力较弱，因此而限制了这种架型对开采煤层地质条件的适应能力。通过对现有的单摆杆综放支架的技术参数、使用条件

5、的统计分析和调研，可以得出如下几点结论：①工作阻力不能过大，一般不大于3000KN；②支架高度不能过高，最大高度一般都小于2600mm；③采用小配套，纵向尺寸较短；16①四柱支撑，架内作业空间较小；②适用中软煤层的水平或近水平开采工作面，一般倾角不超过12°。大鹏工贸有限责任公司所开采的煤炭资源在靖远煤业有限责任公司大水头煤矿的井田范围内，煤炭资源的赋存情况、生产能力和投资能力与上述情况相似。但其特殊条件是煤层倾角较大，普通的单摆杆支架因存在上述不足而不能适应。针对以上问题，研制能适应较大倾角、满足较大采高

6、和较大配套设备并具有优良性能的轻型放顶煤支架是本项目的研究内容。3技术方案论证3.1工作面围岩地质条件大鹏工贸有限责任公司所开采的煤炭资源在靖远煤业有限责任公司大水头煤矿的井田范围内，大水头矿的边角煤、不适合大工作面作业的资源都归大鹏工贸有限责任公司开采。其特点是煤质较松软、煤层较厚，采用长壁综放开采方法时工作面倾角较大。顶板直接顶板岩性为浅灰色泥岩——沙质你眼，厚3.5～4m，呈薄层状，水平层理发育，破碎易冒落。分层开采区与顶板为全部垮落、黄泥灌浆后形成的再生顶板，即金属网假顶。地板煤层直接地板为深灰色细

7、纱岩，较坚硬，厚2～3m。煤层为一层煤，呈单斜构造，倾角在20°~32°之间；煤层厚度西厚东薄，厚度2~17m；煤层底板之上有1~3层累夹矸，厚度0.2~2m。煤层硬度系数0.4~0.7m。16井田内断层对工作面回采没有大的影响，但煤层厚度变化较大、上部灌浆不好及局部遗留的原始煤柱等对回采有一定影响。3.2主要配套设备及其技术参数采煤机MGD150—NW(单滚筒)采高：2~2.8m；截深：600mm；单滚筒直径：φ1600mm；牵引速度：0~6m/min运输机（前、后部相同）SGZ630/90运输能力：40

8、0T/h；中部槽规格：1500×630×254转载机SZZ630/90运输能力：500T/h3.3基本架——YFQ1800/17/283.3.1结构设计根据大鹏工贸有限责任公司所属的煤炭资源情况、设备投资能力和生产技术水平等，确定采用轻型单摆杆放顶煤液压支架进行小型的长壁式综合机械化放顶煤开采应是最经济、最科学的。为解决单摆杆支架对较大倾角的适应性问题，并使支架设计的更轻、作业空间更大，在吸收两柱掩护式支架优良特