贵州省某煤矿采面支护改革可行性研究报告(编辑修改稿)

贵州省某煤矿采面支护改革可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

、 ，全部跨落法管理顶板。 支护选型及支护密度计算 工作面选用 DZ1830/100 型单体液压支柱和 HDJA1000 型铰接顶梁配合使用。 支柱的额定阻力 300kN，最大支撑高度 1800mm，最小支撑高度 1110mm，伸缩行程 690mm，额定工作液压 ，初撑力 118～ 157kN， 泵站压力 15～ 20Mpa，油缸直径 100mm，底座面积 109cm2， 支柱有液时质量 ， 无液时 36kg。 每根单体支柱的工作阻力为 P 支 =F n=300 =270kN 式中： n—— 支柱时间利用系数，取 ； F—— 单体液压支柱额定工作阻力， kN； 单位面积顶板压力 W 为： 2/ 5 mkNMkW   式中： k—— 采高系数，一般为 6～ 8 倍采高，取 8 倍采高计算；  —— 顶板岩石容重， ； M—— 最大采高 ； 工作面支护密度确定： 贵州省 XX 县 XX 镇 XX 煤矿采面支护改革可行性研究 第 9 页 ①最大控顶距为 Lmax=，工作面斜长 L=60m，最大控顶面积 Smax=LmaxL= 60=252m2 最大控顶时支柱的数目 338)( a x)(m a x  BaLN根 最大控顶支柱密度 2/252338m a xm a xm a x mSND 根 式中： a—— 工作面柱距； Nmax—— 最大控顶距时支柱数； Bmax—— 最大控顶距时控顶面积； L—— 工作面斜长； Smax—— 最大控顶距时控顶面积； Lmax—— 工作面最大控顶距； Dmax—— 采场最大控 顶支柱密度； ②最小控顶距时， Lmin=，工作面斜长 60m Smin=Lmin L= 60=192 最小控顶距时，支柱数目 根263)( a x)(m a x  BaLN 最小控顶距时，支柱密度 2/ inm in mSND 根 ③支柱载荷计算 最大控顶距时，支柱载荷量 根大 / a x kNd WP  最小控顶距时，支柱载荷量 根小 / i n kNd WP  ④比较 P 大 =P 小 =， P 支 =270kN/根 即 P 支 ＞ P 大 ＞ P 小 根据以上计算结果表明：每根单体支柱的额定工作阻力，大于实际支柱的载荷力，因此在采煤工作面采用单体液压支柱比较可行。 贵州省 XX 县 XX 镇 XX 煤矿采面支护改革可行性研究 第 10 页 第二章 技术来源、工艺特点、技术关键及对煤矿安全、 技术进步的重要意义和作用 支护工艺特点 (1) 回采工作面的支护工艺 回采工作面的支护工艺经历了重大的技术改革，经历了木支柱、磨擦支柱、单体液压支柱和液压支架阶段，在顶板管理技术上，由传统的密集支柱、堆柱、丛柱等切顶支柱，发展到分段密集、切顶，在坚硬顶板工作面采用液压切顶支柱，在采场端头支护上采用 11工字钢梁、 T 型钢梁等支护 方法，这些支护技术改革有利地促进了回采工作面单产的提高，安全状况同时有了较大改观。 单体液压支柱有外注式 DZ 和内注式 NDZ，由于内注式操作时初撑力不稳定和不便于检修，目前普遍采用外注式单体液压支柱。 单体液压支柱规格的选择 支柱规格的选择，主要依据支柱在开采煤层使用时需要达到的最大高度和最小高度。 1）支柱的最大高度 Hmax=Mmax－ b+c+I+d 式中： Mmax—— 工作面最大采高， m； b—— 顶梁厚度， m； I—— 为了避免支柱在完全抽出状态下工作，预留的活柱富裕行程， 一般为 100mm。 d—— 单体钻底量， m 如果在直接顶与煤层中存在随采随落的伪顶，支柱的高度还应考虑伪顶厚度 c，本矿顶板为灰岩，可不考虑伪顶影响，由于本矿煤层底板较硬，单体钻底量可以考虑为 即为： Hmax=Mmax+c－ b+I+d=+0－ +0+= 2）支柱的最小高度 应适用于放顶前支柱高度，为了便于回收液压支柱，使支柱不致压死，按普通采煤管理办法的规定，应留有 100mm 伸缩余量，则： Hmin=Mmin－ s－ b－ a+c+d=－ － － +0+= 式中： Mmin—— 工作面最小采高， m； s—— 顶板在最大控顶处平均最大下沉量， m： 贵州省 XX 县 XX 镇 XX 煤矿采面支护改革可行性研究 第 11 页 a—— 支柱卸载高度（一般≥ ）， m： 顶板在最大控顶处平均下沉量，应根据同一煤层开采的实测资料确定。 也可以采用估算方法，即： mRMS   式中：  —— ～ ； R—— 最大控顶距； 单体液压支柱在工作面的布置 单体液压支柱工作面支护方式和铰接顶梁的布置形式 有齐梁齐柱、错梁齐柱和错梁错柱等，但一般要求梁长要和循环进度、放顶步距等长，目前回采工作面普遍采用的布置方式是齐梁齐柱和错梁齐柱两种，见图 3。 图 3 工作面支架布置形式 戴帽点柱 齐梁齐柱I I I II I I I错梁齐柱I II I 回采工作面端头支护 贵州省 XX 县 XX 镇 XX 煤矿采面支护改革可行性研究 第 12 页 经过多年实践，根据工作面开采条件，采用多种支护方式，如使用工字钢梁、型钢梁、铰接顶梁焊接、十字顶梁和滑移顶梁等组成大棚，来控制工作面端头大面积悬露顶板，有效地解决了回采工作面端头支护问题，基本形式如图 4 所示。 运输平巷最小控顶距运输平巷最大控顶距 图 4 工作面端头支护 生产工艺选择 根据 XX 煤矿工作面的实际情况，采用走向长壁后退式采煤法，全部跨落法管理顶板，放炮落煤。 采用 DZ18— 30/100 型外注式单体液压支柱与 HDJA1000 型金属铰接顶梁配合控制顶板，支架布置形式为齐梁齐柱，“三、四”排管理，最大控顶距 ，最小控顶距 ，放顶步距 ，作业方式为“三八”制，工作面端头采用四组八梁交错迈步前移维护顶板。 见采矿方法图。 贵州省 XX 县 XX 镇 XX 煤矿采面支护改革可行性研究 第 13 页 第三章 建设方案、地点、规模 依据贵州省国土资源厅颁发的采矿许 可证，证号： ，矿区范围由 个拐点圈定（见下表）。 面积约 km2。 井田走向长约 m，倾向约 m。 拐点 X Y 1 开采深度： +1150～ +850m 设计生产能力 6 万 t/a。 可采煤层倾角 15～ 20176。 ，采用炮采工艺，倾斜长壁采煤法，采用木支柱支护采场，详见采矿方法图。 该矿“六证”齐全，安全管理较强。 因此，在该矿作为支护改造的一个试点矿井。 故投资装备单体液压支柱配合铰接顶梁支护采场。 第四章 设备选型及主要技术经济指标 XX 煤矿回采工作面选用 DZ18— 30/100 型单体液 压支柱配合铰接顶梁使用，乳化液泵站选用 XRB2B80/200 乳化泵，两泵一箱。 支柱参数：支柱的额定阻力 300kN，最大支撑高度 1800mm，最小支撑高度 1110mm，伸缩行程 690mm，额定工作液压 ，初撑力 118～ 157kN，泵站压力 15～ 20Mpa，油缸直径 100mm，底座面积 109cm2，支柱。