淺談大傾角采煤工作面液壓支架安裝工藝

1、C h i n as c i e n c ea n dT e c h n o l o g yR e v i e w淺談大 傾角采煤工作 面液壓支架安裝 工藝 宋 建 東 ( 新疆焦煤集團二一三0煤礦 新疆 烏魯木齊 8 3 0 0 2 5 )工 業(yè) 技 術 ● l[ 摘 要] 隨著煤礦企業(yè)現代化技術裝備的快速運用 ， 采煤工作面液壓支架也逐步向大型化發(fā)展， 大傾角采煤工作面液壓支架安裝工作也面臨著嚴峻的 挑 戰(zhàn)，如何解決大傾角采煤工作面

2、液壓支架安裝過程 中存在的技術難題成為支架安裝工作的重點。[ 關鍵詞] 大傾角采煤工作面； 液壓支架； 安裝工藝 中圖分類號： T D3 2 5 ． 1文獻標識碼 ： A文章編號： 1 0 0 9 — 9 1 4 X ( 2 0 1 5 ) 2 6 — 0 0 9 9 — 0 1o引言 新疆焦煤集團下屬二一三0煤礦賦存煤層全部為大傾角煤層 ， 自 建礦以 來， 一直從事大傾角煤層機械化開采實踐與攻關， 本文總結闡述了大傾角采煤 工作面

3、液壓支架安裝過程中存在的關鍵問題及解決措施 ， 為大傾角采煤工作面 液壓 支架 安 裝工 作提 供 了寶 貴經 驗 。1礦井概況 2 1 3礦地處新疆天山山脈， 位于烏魯木齊市以南艾維爾溝礦區(qū)的西部 ，距烏魯木齊市 1 3 0 k m。 行政區(qū)劃隸屬烏魯木齊市達坂城區(qū)管轄 。 設計井田東西走向長約1 0 ． 2 k m， 南北寬約1 ． 2 ～ 2 ． 6 k m， 面積約1 7 ． 7 5 K m 2 。 井田構造形態(tài)總 體為向南西傾

4、斜的單斜構造。 井田內巖層和煤層傾角3 6 。 ～5 3 。 ， 自東向西逐漸 變大。 含煤地層在走向上和傾向上基本沒有變化。 礦井地質屬 中等類型， 井田內 褶皺簡單， 淺層裂隙較發(fā)育。 礦井正常涌水量2 8 0 m3 ／ h ， 最大涌水量3 8 0 m3 ／ h 。礦井水文地質特征為復雜型。 井田內可采煤層主要集中賦存在侏羅系下統(tǒng)八道 灣組地層內， 共含煤9 層， 可采煤層7 層， 依次編為1 、 2 - 1 、 2 - 2 、

5、2 T1 、 2 下2 、 3 、 4 、5 、 6 號。 煤層傾角3 6 。 ～ 5 3 。 之間。 鉆孔揭露最大純煤總厚度2 2 ． 7 8 m， 可采煤層總 厚度 2 1 ． 7 6 m。2安裝工作面簡介 1 ． 1 2 6 2 2 1 工作面位于二采區(qū)西翼 ， 上部 以+ 2 1 2 0 m水平為界 ， 下部 以+ 2 0 4 7 m 水平為界 ， 西部以l 6 # 沖溝防水煤柱為界 ， 煤體未采動 ， 東部以+ 2 1 2 0

6、及+ 2 0 4 7 m 水平石門為界， 工作面走向長度1 0 1 7 米 ， 開切眼長度為1 4 5 m， 高度2 ．8 m， 寬度7 ． 3 m。 該工作面煤層賦存情況較為穩(wěn)定， 煤層產狀E S 7 —1 3 。 ， ／ ' 3 4 — 5 1 。平均4 2 ． 5 度。 煤厚2 ． 2 - 3 ． 7 ， 平均厚度為3 m。1 ． 2 2 6 2 2 1 回風巷 ： 沿6 # 頂板+ 2 1 2 0 m水平布置 ， 斷面形

7、狀為梯形 ， 巷道寬 4 m， 下幫高I ． 5 米 ， 上幫高4 ． 8 米， 掘進斷面積為I 2 ． 5， 凈斷面積為1 2 ． 2 5 m “ 。2 6 2 2 1 運輸巷： 沿6 # 煤層頂板+ 2 0 4 7 m 水平布置， 沿中線掘進 ， 斷面形狀為斜梯 形， 巷道寬4 m， 下幫高 1 ． 5 米 ， 上幫高4 ． 8 米 ， 掘進斷面積為1 2 ． 5 m “ ， 凈斷面積為 1 2 ． 2 5 m。 2 6 2 2 1

8、 開切眼。 沿6 #煤層頂板布置 ， 斷面形狀為矩形 ， 7 ． 3 m×2 ． 8 m， 斷 面為 2 0 ． 4．1 ． 3 根據支架選型計算 ： 2 6 2 2 1 采煤工作面基本架選取Z Y7 0 0 0 ／ 2 2 ／ 4 5 Q 兩 柱掩護式大傾角液壓支架。 支架技術參數 ： 支架高度為2 2 0 0 - 4 5 0 0 r a m； 支架寬 度為1 6 8 0 - 1 8 8 0 m mf 支架工作阻力為7 0

9、0 0 K N f 支架 中 心距為1 7 5 D ~ m； 適應角度： ≤6 0 。 ， 支架總重約3 1 噸。3液壓支架安裝關鍵 問題殛處理措施 2 ． 1 開切眼內軌道下滑 問題 ： 2 6 2 2 1 開切眼平均角度達到4 1 ． 5 。 ， 2 6 2 2 1 綜采 工作面選取安裝的Z Y 7 0 0 O ／ 2 2 ／ 4 5 Q 兩柱掩護式大傾角液壓支架約為3 1 噸， 開 切眼傾角較大， 軌道受 自 重和承重后的影響，

10、極易造成軌道下滑， 影響開切眼內運輸軌道的運輸質量 ， 輕則軌道下滑影響支架安裝進度， 重則支架傾倒損壞出現事故。 礦井采用 f3 2 m m圓 鋼地錨 ， 使用1 2 #工字鋼加工鐵道木， 每3 米為一組夾持軌道， 圓鋼地錨在鐵道木兩側固定， 穩(wěn)固軌道， 同時使用混凝土對開切眼內軌道道木之間進行全面填充加固， 液壓支架安裝期間軌道未出現下滑狀況。2 ． 2 開切眼液壓支架換車問題： 大傾角采 煤工作面支架安裝過程中， 開切眼 上 口

11、車場處與開切眼之間的角度較大， 回風巷無極繩絞車配合平板車將液壓支 架運輸到開切眼上口 處， 勢必更換橫向平板車將支架下放到開切眼內的預定位 置 ， 礦井在開切眼上口處施工裝車平臺， 安裝十字道 ， 車場頂板上安裝4 棵液壓 伸縮缸的作為液壓支架換車起吊裝置， 每個液壓伸縮缸固定采用一字梁扣環(huán)配 合錨索固定 ， 一字梁使用1 2 #工字鋼加工， 梁的兩端布置兩個錨索孔洞， 梁中焊 接7 3 O 鏈條作為扣環(huán)。 錨索鋼絞線直徑為2 2 r

12、 a m， 長度為8 ． 3 m， 每眼6 個錨固劑 ( C K2 3 3 5 型) ， 通過施工起吊換車平臺， 加快了安裝進度 2 ． 3 開切眼內液壓支架運輸失穩(wěn)問題 ： 大傾角采煤工作面以往安裝時使用 輪式橫向平板車， 由于液壓支架的質量較大 ， 高度較高， 工作面傾角大， 造成支 架重心偏高 ， 在安裝過程中 使用輪式橫向平板車摩擦力小、 重心高 ， 液壓支架運 輸過程中絞車配合不同步， 極易發(fā)生支架失穩(wěn)前傾及掉道事故， 針對2

13、 6 2 2 1 工作 面特殊的地質條件及輪式橫向平板車容易發(fā)生支架前傾失穩(wěn)及掉道的實際問題 ， 礦井采用橫向滑靴式平板車與軌道的 摩擦方式、 改變十字道與工作面軌道 連接方式的方案 ， 解決了大傾角工作面安裝時易掉道的難題 。2 ． 4 開切眼內液壓支架卸車問題 ： 2 6 2 2 1 采煤工作面開切眼上口安裝有兩臺絞車 ， 一臺主絞車、 一臺副絞車 ， 主絞車鋼絲繩配合7 3 O 鏈條捆綁液壓支架I 舀 0 絞 車連接橫 向 平板車

14、 ， 液 壓支架運輸到制定位置后， 將橫向平板車與液壓支架之 間的固 定鏈條松綁 ， 副絞車鋼絲繩拉住橫向平板車向上部運行 ， 主絞車鋼絲繩 配合下放 ， 液壓支架靠自重下滑至預定安裝位置。4結束語 2 6 2 2 1 綜采工作面安裝期間， 采用上述一些措施后， 消除了以往軌道下滑、液壓支架失穩(wěn)倒架等關鍵問題， 安裝時間由3 0 天縮短至2 O 天， 且安裝期間未發(fā) 生安全技術事故， 該安裝技術的投入使用為大傾角采煤工作面快速安全安裝奠

15、 定了堅實的基礎。參 考文 獻 [ 1 】沈利華 ， 采煤機綜采配套選型與調整【 J ] ． 煤礦機 電． 2 0 0 8 ( 6 ) ： 1 1 ～l 3[ 2 ] 伍永平 ， 大傾角煤層開采“ 頂板、 支護、 底板” 系統(tǒng)穩(wěn)定性機動力學模型[ J ] ． 煤炭學報． 2 0 0 4 ． 2 9 ( 5 ) ： 5 2 7 —5 3 1[ 3 】齊殿有 ， 礦山機械安裝工藝I S] ． 北京． 煤炭工業(yè)出版社． 1 9 9 3 ．險的

16、區(qū)域 。 生產區(qū)與輔助生產區(qū)用實體圍墻分開， 站區(qū)設有2 ～3 個大門， 目的是 生產區(qū)只允許L N G 槽車進出， 不允許無關人員出入， 不卸車時生產區(qū)大門關閉，調峰站的操作人員進入站內從輔助生產區(qū)的大 門進 出。5運行管理 液化天然氣的生產、 儲運和氣化供氣的各個環(huán)節(jié)， 主要安全問題是防止天 然氣泄漏與空氣混合形成可燃氣體 消除引發(fā)爆炸、 燃燒的基本條件 ： 嚴格實施 L N G 設備的防火及消防措施 ， 防止L N G 設備超壓

17、。 引起超壓排放 ； 由 于L N G 的 低溫特性。 L N G 系 統(tǒng)安裝與運行溫差大帶來的相關要求 操作人員進行在生產 區(qū)操作 時 的防 護 問題 。6 結 柬語 L N G 在我國城鎮(zhèn)燃氣發(fā)展過程 中發(fā)揮著越來越重要的作用。 L N G 調峰站 既可作為城鎮(zhèn)燃氣主要氣源 ， 在 以 天然氣長輸干管( 支管) 為氣源供氣時 ， 又具有 調峰和應急保障作用。 而天津市大港L N G 調峰站 ， 作為一項新 的調峰手段， 在 “ 煤

18、改燃” 工程完工后 ， 將在天津市天然氣輸配系統(tǒng) 中發(fā)揮應有的作用。參 考文 獻 叫吳創(chuàng)明． 城市天然氣輸配方案的選擇[ J ] ． 煤氣與熱力 ， 2 0 0 4 ， 2 4 ( 5 ) ： 2 5 ～2 6．[ 2 】 胡炯華 ． L N G 氣化站的設計[ J 】 ． 有色冶金設計與研究 ， 2 0 0 7 ， 2 8 ( 5 ) ： l ～3．[ 3 】 吳創(chuàng)明． L N G 氣化站工藝設計與運行管理[ J 】 ． 煤氣與熱力

19、， 2 0 0 6 ， 2 6 ( 4 ) ：4 -7．[ 4 ] 于春美 ． L N G 氣化站的選址與設計[ J 】 ． 煤氣與熱力， 2 0 1 3 ， 3 3 ( 8 ) ： 1 9 — 2 1[ 5 ] 5黃帆． 我國液化天然氣現狀及發(fā)展前景分析[ J ] ． 天然氣技術， 2 0 0 7 ， 1 ( 1 ) ：6 8 — 7 1 ．[ 6 】 郭揆常． 液化天然氣( L N G) 應用與安全 ． 北京 ： 中國石化 出版社

20、， 2 0 0 7科 技 博 覽 i9 9C h i n as c i e n c ea n dT e c h n o l o g yR e v i e w淺談大 傾角采煤工作 面液壓支架安裝 工藝 宋 建 東 ( 新疆焦煤集團二一三0煤礦 新疆 烏魯木齊 8 3 0 0 2 5 )工 業(yè) 技 術 ● l[ 摘 要] 隨著煤礦企業(yè)現代化技術裝備的快速運用 ， 采煤工作面液壓支架也逐步向大型化發(fā)展， 大傾角采煤工作面液壓支架安裝工作也面臨

21、著嚴峻的 挑 戰(zhàn)，如何解決大傾角采煤工作面液壓支架安裝過程 中存在的技術難題成為支架安裝工作的重點。[ 關鍵詞] 大傾角采煤工作面； 液壓支架； 安裝工藝 中圖分類號： T D3 2 5 ． 1文獻標識碼 ： A文章編號： 1 0 0 9 — 9 1 4 X ( 2 0 1 5 ) 2 6 — 0 0 9 9 — 0 1o引言 新疆焦煤集團下屬二一三0煤礦賦存煤層全部為大傾角煤層 ， 自 建礦以 來， 一直從事大傾角煤層機械化開采實踐

22、與攻關， 本文總結闡述了大傾角采煤 工作面液壓支架安裝過程中存在的關鍵問題及解決措施 ， 為大傾角采煤工作面 液壓 支架 安 裝工 作提 供 了寶 貴經 驗 。1礦井概況 2 1 3礦地處新疆天山山脈， 位于烏魯木齊市以南艾維爾溝礦區(qū)的西部 ，距烏魯木齊市 1 3 0 k m。 行政區(qū)劃隸屬烏魯木齊市達坂城區(qū)管轄 。 設計井田東西走向長約1 0 ． 2 k m， 南北寬約1 ． 2 ～ 2 ． 6 k m， 面積約1 7 ． 7 5 K

23、 m 2 。 井田構造形態(tài)總 體為向南西傾斜的單斜構造。 井田內巖層和煤層傾角3 6 。 ～5 3 。 ， 自東向西逐漸 變大。 含煤地層在走向上和傾向上基本沒有變化。 礦井地質屬 中等類型， 井田內 褶皺簡單， 淺層裂隙較發(fā)育。 礦井正常涌水量2 8 0 m3 ／ h ， 最大涌水量3 8 0 m3 ／ h 。礦井水文地質特征為復雜型。 井田內可采煤層主要集中賦存在侏羅系下統(tǒng)八道 灣組地層內， 共含煤9 層， 可采煤層7 層， 依次編

24、為1 、 2 - 1 、 2 - 2 、 2 T1 、 2 下2 、 3 、 4 、5 、 6 號。 煤層傾角3 6 。 ～ 5 3 。 之間。 鉆孔揭露最大純煤總厚度2 2 ． 7 8 m， 可采煤層總 厚度 2 1 ． 7 6 m。2安裝工作面簡介 1 ． 1 2 6 2 2 1 工作面位于二采區(qū)西翼 ， 上部 以+ 2 1 2 0 m水平為界 ， 下部 以+ 2 0 4 7 m 水平為界 ， 西部以l 6 # 沖溝防水煤柱為界 ，

25、 煤體未采動 ， 東部以+ 2 1 2 0及+ 2 0 4 7 m 水平石門為界， 工作面走向長度1 0 1 7 米 ， 開切眼長度為1 4 5 m， 高度2 ．8 m， 寬度7 ． 3 m。 該工作面煤層賦存情況較為穩(wěn)定， 煤層產狀E S 7 —1 3 。 ， ／ ' 3 4 — 5 1 。平均4 2 ． 5 度。 煤厚2 ． 2 - 3 ． 7 ， 平均厚度為3 m。1 ． 2 2 6 2 2 1 回風巷 ： 沿6 # 頂板

26、+ 2 1 2 0 m水平布置 ， 斷面形狀為梯形 ， 巷道寬 4 m， 下幫高I ． 5 米 ， 上幫高4 ． 8 米， 掘進斷面積為I 2 ． 5， 凈斷面積為1 2 ． 2 5 m “ 。2 6 2 2 1 運輸巷： 沿6 # 煤層頂板+ 2 0 4 7 m 水平布置， 沿中線掘進 ， 斷面形狀為斜梯 形， 巷道寬4 m， 下幫高 1 ． 5 米 ， 上幫高4 ． 8 米 ， 掘進斷面積為1 2 ． 5 m “ ， 凈斷面積為 1

27、 2 ． 2 5 m。 2 6 2 2 1 開切眼。 沿6 #煤層頂板布置 ， 斷面形狀為矩形 ， 7 ． 3 m×2 ． 8 m， 斷 面為 2 0 ． 4．1 ． 3 根據支架選型計算 ： 2 6 2 2 1 采煤工作面基本架選取Z Y7 0 0 0 ／ 2 2 ／ 4 5 Q 兩 柱掩護式大傾角液壓支架。 支架技術參數 ： 支架高度為2 2 0 0 - 4 5 0 0 r a m； 支架寬 度為1 6 8 0 - 1 8

28、 8 0 m mf 支架工作阻力為7 0 0 0 K N f 支架 中 心距為1 7 5 D ~ m； 適應角度： ≤6 0 。 ， 支架總重約3 1 噸。3液壓支架安裝關鍵 問題殛處理措施 2 ． 1 開切眼內軌道下滑 問題 ： 2 6 2 2 1 開切眼平均角度達到4 1 ． 5 。 ， 2 6 2 2 1 綜采 工作面選取安裝的Z Y 7 0 0 O ／ 2 2 ／ 4 5 Q 兩柱掩護式大傾角液壓支架約為3 1 噸， 開 切眼傾

29、角較大， 軌道受 自 重和承重后的影響， 極易造成軌道下滑， 影響開切眼內運輸軌道的運輸質量 ， 輕則軌道下滑影響支架安裝進度， 重則支架傾倒損壞出現事故。 礦井采用 f3 2 m m圓 鋼地錨 ， 使用1 2 #工字鋼加工鐵道木， 每3 米為一組夾持軌道， 圓鋼地錨在鐵道木兩側固定， 穩(wěn)固軌道， 同時使用混凝土對開切眼內軌道道木之間進行全面填充加固， 液壓支架安裝期間軌道未出現下滑狀況。2 ． 2 開切眼液壓支架換車問題： 大傾角采

30、煤工作面支架安裝過程中， 開切眼 上 口 車場處與開切眼之間的角度較大， 回風巷無極繩絞車配合平板車將液壓支 架運輸到開切眼上口 處， 勢必更換橫向平板車將支架下放到開切眼內的預定位 置 ， 礦井在開切眼上口處施工裝車平臺， 安裝十字道 ， 車場頂板上安裝4 棵液壓 伸縮缸的作為液壓支架換車起吊裝置， 每個液壓伸縮缸固定采用一字梁扣環(huán)配 合錨索固定 ， 一字梁使用1 2 #工字鋼加工， 梁的兩端布置兩個錨索孔洞， 梁中焊 接7 3 O

31、鏈條作為扣環(huán)。 錨索鋼絞線直徑為2 2 r a m， 長度為8 ． 3 m， 每眼6 個錨固劑 ( C K2 3 3 5 型) ， 通過施工起吊換車平臺， 加快了安裝進度 2 ． 3 開切眼內液壓支架運輸失穩(wěn)問題 ： 大傾角采煤工作面以往安裝時使用 輪式橫向平板車， 由于液壓支架的質量較大 ， 高度較高， 工作面傾角大， 造成支 架重心偏高 ， 在安裝過程中 使用輪式橫向平板車摩擦力小、 重心高 ， 液壓支架運 輸過程中絞車配合不同步，

32、 極易發(fā)生支架失穩(wěn)前傾及掉道事故， 針對2 6 2 2 1 工作 面特殊的地質條件及輪式橫向平板車容易發(fā)生支架前傾失穩(wěn)及掉道的實際問題 ， 礦井采用橫向滑靴式平板車與軌道的 摩擦方式、 改變十字道與工作面軌道 連接方式的方案 ， 解決了大傾角工作面安裝時易掉道的難題 。2 ． 4 開切眼內液壓支架卸車問題 ： 2 6 2 2 1 采煤工作面開切眼上口安裝有兩臺絞車 ， 一臺主絞車、 一臺副絞車 ， 主絞車鋼絲繩配合7 3 O 鏈條捆綁液

33、壓支架I 舀 0 絞 車連接橫 向 平板車 ， 液 壓支架運輸到制定位置后， 將橫向平板車與液壓支架之 間的固 定鏈條松綁 ， 副絞車鋼絲繩拉住橫向平板車向上部運行 ， 主絞車鋼絲繩 配合下放 ， 液壓支架靠自重下滑至預定安裝位置。4結束語 2 6 2 2 1 綜采工作面安裝期間， 采用上述一些措施后， 消除了以往軌道下滑、液壓支架失穩(wěn)倒架等關鍵問題， 安裝時間由3 0 天縮短至2 O 天， 且安裝期間未發(fā) 生安全技術事故， 該安裝技術

34、的投入使用為大傾角采煤工作面快速安全安裝奠 定了堅實的基礎。參 考文 獻 [ 1 】沈利華 ， 采煤機綜采配套選型與調整【 J ] ． 煤礦機 電． 2 0 0 8 ( 6 ) ： 1 1 ～l 3[ 2 ] 伍永平 ， 大傾角煤層開采“ 頂板、 支護、 底板” 系統(tǒng)穩(wěn)定性機動力學模型[ J ] ． 煤炭學報． 2 0 0 4 ． 2 9 ( 5 ) ： 5 2 7 —5 3 1[ 3 】齊殿有 ， 礦山機械安裝工藝I S] ． 北京．

35、 煤炭工業(yè)出版社． 1 9 9 3 ．險的區(qū)域 。 生產區(qū)與輔助生產區(qū)用實體圍墻分開， 站區(qū)設有2 ～3 個大門， 目的是 生產區(qū)只允許L N G 槽車進出， 不允許無關人員出入， 不卸車時生產區(qū)大門關閉，調峰站的操作人員進入站內從輔助生產區(qū)的大 門進 出。5運行管理 液化天然氣的生產、 儲運和氣化供氣的各個環(huán)節(jié)， 主要安全問題是防止天 然氣泄漏與空氣混合形成可燃氣體 消除引發(fā)爆炸、 燃燒的基本條件 ： 嚴格實施 L N G 設備的防

36、火及消防措施 ， 防止L N G 設備超壓。 引起超壓排放 ； 由 于L N G 的 低溫特性。 L N G 系 統(tǒng)安裝與運行溫差大帶來的相關要求 操作人員進行在生產 區(qū)操作 時 的防 護 問題 。6 結 柬語 L N G 在我國城鎮(zhèn)燃氣發(fā)展過程 中發(fā)揮著越來越重要的作用。 L N G 調峰站 既可作為城鎮(zhèn)燃氣主要氣源 ， 在 以 天然氣長輸干管( 支管) 為氣源供氣時 ， 又具有 調峰和應急保障作用。 而天津市大港L N G 調峰站

37、 ， 作為一項新 的調峰手段， 在 “ 煤改燃” 工程完工后 ， 將在天津市天然氣輸配系統(tǒng) 中發(fā)揮應有的作用。參 考文 獻 叫吳創(chuàng)明． 城市天然氣輸配方案的選擇[ J ] ． 煤氣與熱力 ， 2 0 0 4 ， 2 4 ( 5 ) ： 2 5 ～2 6．[ 2 】 胡炯華 ． L N G 氣化站的設計[ J 】 ． 有色冶金設計與研究 ， 2 0 0 7 ， 2 8 ( 5 ) ： l ～3．[ 3 】 吳創(chuàng)明． L N G 氣化站工藝

38、設計與運行管理[ J 】 ． 煤氣與熱力 ， 2 0 0 6 ， 2 6 ( 4 ) ：4 -7．[ 4 ] 于春美 ． L N G 氣化站的選址與設計[ J 】 ． 煤氣與熱力， 2 0 1 3 ， 3 3 ( 8 ) ： 1 9 — 2 1[ 5 ] 5黃帆． 我國液化天然氣現狀及發(fā)展前景分析[ J ] ． 天然氣技術， 2 0 0 7 ， 1 ( 1 ) ：6 8 — 7 1 ．[ 6 】 郭揆常． 液化天然氣( L N G) 應