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1、充填開(kāi)采液壓支架設(shè)計(jì)研究,主講人：畢錦明,目 錄,一、充填開(kāi)采的意義,好的方面 1、實(shí)現(xiàn)綠色開(kāi)采 1）防止地面塌陷 2）減少矸石及粉煤灰的污染。 河北省矸石山58座，占地8100畝，煤礦矸石堆積量達(dá)1.22億噸。 3）保持地下水體,地面塌陷,一、充填開(kāi)采的意義,好的方面 2、解決”三下”采煤的有效途徑 3、延長(zhǎng)礦井的服務(wù)年限 4、提高開(kāi)采的安全性能 1）防止?jié)L動(dòng)地壓 2）降低頂板壓力 充填開(kāi)采的意義重大，可實(shí)現(xiàn)綠色開(kāi)采，可增加開(kāi)采的安全性能，可擴(kuò)展開(kāi)采儲(chǔ)量。,充填采煤控制頂板,一、充填開(kāi)采的意義,負(fù)面影響： 1、系統(tǒng)增加，工藝復(fù)雜 充填物的生成， 充填物的運(yùn)輸， 充填物的充填，
2、 采煤與充填工藝協(xié)調(diào) 2、生產(chǎn)效率低 由于充填月產(chǎn)量一般在3 萬(wàn)噸左右，多的月產(chǎn)5萬(wàn)噸左右。 3、生產(chǎn)成本增加 一般生產(chǎn)成本要增加100元/噸以上。 4、對(duì)煤層賦存及開(kāi)采條件有要求 不是什么情況都可以實(shí)施充填的。,固體充填系統(tǒng),二、充填開(kāi)采的發(fā)展,國(guó)外,二、充填開(kāi)采的發(fā)展,國(guó)內(nèi)：,90年代中國(guó)的金川公司、武山銅礦進(jìn)行了膏體充填試驗(yàn)。 近些年，煤礦充填在我們國(guó)家發(fā)展比較迅速，河南、河北、山西、山東和東北地區(qū)都進(jìn)行了充填開(kāi)采，而且形式多樣。 以冀中能源集團(tuán)公司為例： 股份公司邢臺(tái)礦矸石充填和邢東礦高水充填； 邯鄲礦業(yè)集團(tuán)陶一礦高水充填； 峰峰集團(tuán)小屯礦的膏體充填；,三、充填開(kāi)采的分類(lèi),1、作業(yè)形式
3、分 1）巷道充填 2004年，冀中能源股份公司邢東礦實(shí)現(xiàn)了矸石巷道充填。 設(shè)備：矸石運(yùn)輸設(shè)備，拋?lái)窓C(jī)。如下圖：,三、充填開(kāi)采的分類(lèi),2）工作面充填 現(xiàn)在煤礦工作面陸續(xù)開(kāi)始使用，都取得了不同的效果。,三、充填開(kāi)采的分類(lèi),2、以充填介質(zhì)分 物料（固體）充填 充填材料：煤矸石或固體廢料，或加粉煤灰、黃土等材料 優(yōu)缺點(diǎn)： 一次性投資大。 原材料便宜。 生產(chǎn)效率高，一般月產(chǎn)46萬(wàn)噸； 解決矸石及粉煤灰等廢物的利用。,三、充填開(kāi)采的分類(lèi),2、以充填介質(zhì)分 膏體充填 充填材料：煤矸石、河沙、工業(yè)爐渣、水泥、粉煤灰、減水劑組成，形成膠結(jié)充填體 優(yōu)缺點(diǎn)： 充填體強(qiáng)度高，地表沉陷的控制效果好。 初次一次性投資大；
4、 充填成本相對(duì)較高； 生產(chǎn)效率低；月產(chǎn)23萬(wàn)噸 解決矸石及粉煤灰等廢物利用。,三、充填開(kāi)采的分類(lèi),2、以充填介質(zhì)分 高水充填（超高水） 充填材料：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研制的ZKD型高水速凝充填材料 優(yōu)缺點(diǎn)： 初次一次性投資少。 充填材料需購(gòu)買(mǎi)。高水材料供應(yīng)易受影響、性能不穩(wěn)定、價(jià)格高、充填成本高； 需要凝固時(shí)間，生產(chǎn)效率低；月產(chǎn)35萬(wàn)噸 不能解決矸石及粉煤灰等廢物的利用。,,三、充填開(kāi)采的分類(lèi),三種方式比較： 共同點(diǎn)： 充填介質(zhì)都能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化運(yùn)輸，為充填開(kāi)采實(shí)現(xiàn)綜合化開(kāi)采創(chuàng)造了條件。 不同點(diǎn)： 充填介質(zhì)不同，采取的充填工藝不同，充填支架不同，充填產(chǎn)量不同，充填效果不同，充填成本也不同。 充填效果：膏體
5、、高水密實(shí)程度好，物料充填密實(shí)性差； 充填效益：物料充填經(jīng)濟(jì)性好，膏體、高水充填成本高； 充填效率：物料充填產(chǎn)量高，開(kāi)采和充填能夠同步進(jìn)行，膏體和高水充填產(chǎn)量相對(duì)低,四、充填開(kāi)采必須解決的三個(gè)問(wèn)題,1、地面塌陷在一定范圍內(nèi)，對(duì)地面建筑物不構(gòu)成破壞 做到這一點(diǎn)是比較難的，因?yàn)橛绊懸蛩乇容^多，如煤的埋深、采高、地質(zhì)構(gòu)造、充填密實(shí)性等等，有些影響因素我們還沒(méi)有從理論上給出解釋?zhuān)荚趯?shí)踐中。特別是在充填開(kāi)采剛剛起步的情況下，短期內(nèi)是不能從理論上給予很好的解釋。雖然很難，但必須做到，否則充填開(kāi)采就是不成功。,影響因素：,四、充填開(kāi)采必須解決的三個(gè)問(wèn)題,2、必須有一定的產(chǎn)量 對(duì)于煤炭生產(chǎn)企業(yè)來(lái)講，沒(méi)有產(chǎn)
6、量就沒(méi)有生命力，就失去了意義。 3、控制成本 充填開(kāi)采增加的成本，應(yīng)在利潤(rùn)范圍內(nèi)，否則，充填也就失去了價(jià)值。,五、充填開(kāi)采裝備,充填開(kāi)采裝備 輸送裝備 液壓支架,輸送裝備 泵站、攪拌池、管路（高水、超高水） 輸送配給站、防砸緩沖裝置、皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)（物料充填）,五、充填開(kāi)采裝備,液壓支架： 要解決充填開(kāi)采中的三個(gè)問(wèn)題，降低成本，提高生產(chǎn)效率，提高充填質(zhì)量，就必須實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化充填開(kāi)采，在綜合機(jī)械化充填開(kāi)采中，充填支架是關(guān)鍵設(shè)備。,1、充填支架應(yīng)具備的功能 1）支護(hù)頂板，維護(hù)安全作業(yè)空間； 2）推移工作面輸送機(jī)和采煤機(jī)； 3）充填介質(zhì)在工作面的輸送； 4） 向采空區(qū)充填介質(zhì)； 5） 保護(hù)充填介
7、質(zhì)不流失； 6） 對(duì)充填物料進(jìn)行密實(shí)性處理,五、充填開(kāi)采裝備,2、充填支架的設(shè)計(jì)原則 液壓支架的性能和可靠性是決定充填開(kāi)采成功與否的關(guān)鍵因素之一。因此，充填支架的設(shè)計(jì)原則為： 1） 支護(hù)強(qiáng)度與工作面礦壓相適應(yīng)； 2） 支架結(jié)構(gòu)與煤層賦存條件相適應(yīng)； 3） 支護(hù)斷面與通風(fēng)要求相適應(yīng)； 4） 推移連接裝置與采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)相匹配； 5） 后部支護(hù)與充填相適應(yīng)。,五、充填開(kāi)采裝備,1） 物料充填支架的結(jié)構(gòu)型式 物料充填支架分為3部分， 前部：滿(mǎn)足正常的三機(jī)配套開(kāi)采條件。 中部：人員操作和行走空間，前部的開(kāi)采和后部的充填操作都在這里進(jìn) 行，要求空間寬敞、便于操作、視野開(kāi)闊。 后部：滿(mǎn)足采空區(qū)的充填
8、要求，支架后部要提供充填物料運(yùn)輸機(jī)、夯實(shí)機(jī) 構(gòu)等設(shè)備正常工作時(shí)需要的空間。后部不僅起到支護(hù)頂板的作用，還要滿(mǎn) 足充填的要求，一臺(tái)支架同時(shí)實(shí)現(xiàn)開(kāi)采、后部支護(hù)及充填功能也正是充填 支架設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。,3、四柱物料充填液壓支架 物料充填支架根據(jù)煤礦生產(chǎn)單位的具體地質(zhì)條件進(jìn)行支架設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)支架后部尾梁（或后頂梁）的支護(hù)機(jī)構(gòu)及其強(qiáng)度、充填結(jié)構(gòu)、夯實(shí)機(jī)構(gòu)及物料運(yùn)輸系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),五、充填開(kāi)采裝備,2）主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：,五、充填開(kāi)采裝備,五、充填開(kāi)采裝備,3）支架的架型確定及支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算, 支架高度的確定。 根據(jù)開(kāi)采高度確定 支架型式的確定 可選擇兩柱掩護(hù)式或四柱支撐掩護(hù)式支架等支架型式
9、。 選用四柱支撐掩護(hù)式支架較多，采用四連桿機(jī)構(gòu)主要是增加支架的穩(wěn)定性。, 支護(hù)強(qiáng)度的確定 按液壓支架額定工作阻力確定的回歸公式 液壓支架必需的支護(hù)強(qiáng)度下限為：q =72.3M+4.5L +78.9L 10.24N62.1 式中：M采高；L 基本周期來(lái)壓步距；L 控頂寬度；N直接頂厚度與采高的比值 支架額定工作阻力：Q =q L B K 式中: B 液壓支架中心距；L 支架頂梁長(zhǎng)度；K 支架支撐效率，0.850.95； a支架頂梁前端至煤壁的平均距離； L =a+L m；,五、充填開(kāi)采裝備, 另外一種按支護(hù)強(qiáng)度估算公式得出： 液壓支架支護(hù)強(qiáng)度：q =KM10 式中： K頂板巖
10、石厚度；M采高；頂板巖石密度，2.5t/m； 支架載荷：R=q F10 kN 式中： q 支架支護(hù)強(qiáng)度；F支架的支護(hù)面積，。 F=（L +a）（B+K）=（L +a）B ， 式中：L 支架頂梁長(zhǎng)度， m； a梁端距， m； B頂梁寬度， m； K相鄰頂梁間的間隙，m； B 支架中心距， m； 支架額定工作阻力：Q =R/ 式中，為支架的支撐效率，取0.9,五、充填開(kāi)采裝備, 在不小于類(lèi)似地質(zhì)條件的支護(hù)強(qiáng)度基礎(chǔ)上的選用原則，確定工作阻力。 根據(jù)以上兩種計(jì)算方法分析比較及經(jīng)驗(yàn)，最終確定支架的額定工作阻力。 可以根據(jù)礦井使用過(guò)的支護(hù)設(shè)備的支護(hù)強(qiáng)度或者近似地質(zhì)條件的礦井選用支護(hù)設(shè)
11、備情況，,五、充填開(kāi)采裝備,4）支架的架型改進(jìn) 充填支架經(jīng)過(guò)幾次的改進(jìn)，逐漸完善。 第一代充填液壓支架,ZZC4800/16/32型四柱支撐掩護(hù)式充填支架,五、充填開(kāi)采裝備,第二代充填液壓支架 增加了工作阻力 后部尾梁增加了后立柱支撐,,ZZC5600/16/32型四柱支撐掩護(hù)式充填支架,五、充填開(kāi)采裝備,第三代充填液壓支架 采用了前、后頂梁連接形式 前、后頂梁與上連桿為同一銷(xiāo)軸連接 夯實(shí)機(jī)構(gòu)采用了上部千斤頂支撐方式 另外經(jīng)過(guò)了上、下雙搗實(shí)機(jī)構(gòu)和兩級(jí)搗實(shí)機(jī)構(gòu)的嘗試，不成功。,,ZZC6700/16/32型四柱支撐掩護(hù)式充填支架（雙搗實(shí)結(jié)構(gòu)）,五、充填開(kāi)采裝備,ZZC6700/16/32型四柱支
12、撐掩護(hù)式充填支架,六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,冀中能源股份公司邢臺(tái)礦進(jìn)行了物料充填的實(shí)踐，下面以此為例進(jìn)行介紹。 考慮首采充填工作面地質(zhì)、地壓等方面的因素，圍巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律不清楚，經(jīng)多次調(diào)研，類(lèi)比邢臺(tái)礦原有支架結(jié)構(gòu)原理及參數(shù)、支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算等分析工作，最終確定采用ZZC4800/16/32型四柱支撐掩護(hù)式支架，采用四連桿機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)原理如下圖所示。,六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,1、支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單介紹： 根據(jù)圖知，主要由頂梁、立柱、底座、尾梁、充填物料輸送機(jī)、夯實(shí)機(jī)構(gòu)組成。 以前、后立柱為界，前部擔(dān)負(fù)與采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)正常的配套開(kāi)采任務(wù)； 中部為操作空間和人行通道； 后部擔(dān)負(fù)充填物料的運(yùn)輸，充填及夯實(shí)工作；
13、充填物料輸送機(jī)溜槽由四條圓環(huán)鏈懸掛在尾梁下面，可沿尾梁前后移動(dòng)，溜槽中板 上開(kāi)有卸料孔，由液壓千斤頂開(kāi)啟或關(guān)閉，夯實(shí)機(jī)構(gòu)交接在底座上，由調(diào)節(jié)千斤頂調(diào)節(jié)夯實(shí)機(jī)構(gòu)的上下高度，可使充填料在支架后部接頂，與頂板不留空隙。,六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,2、物料輸送機(jī)介紹。 1）充填物料通過(guò)運(yùn)輸機(jī)的卸料孔落下，卸料孔的大小根據(jù)充填料塌落角、充填高度、運(yùn)輸量確定或調(diào)節(jié)。 2）充填物料輸送機(jī)上刮板的作用是推移充填物料，下刮板的作用是推平由卸料孔落下到采空區(qū)底板的充填料。 3）充填物料輸送機(jī)通過(guò)柔性的懸吊圓環(huán)鏈實(shí)現(xiàn)方向可調(diào)節(jié)式懸掛。 4）充填物料輸送機(jī)可隨移架前移，也可自行前、后移動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)彎曲運(yùn)輸，移架不影響輸送
14、充填料。 5） 充填物料輸送機(jī)是在充填支架尾梁的掩護(hù)下進(jìn)行工作的，可保證充填設(shè)備安全，同時(shí)設(shè)備維修時(shí)可以采用前移支架達(dá)到維修空間時(shí)進(jìn)行，充填過(guò)程中無(wú)需人員進(jìn)入充填區(qū)。,,充填物料刮板輸送機(jī),六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,3、充填夯實(shí)機(jī)構(gòu)介紹 物料充填支架的夯實(shí)機(jī)構(gòu)擔(dān)負(fù)著將采空區(qū)充滿(mǎn)和夯實(shí)的工作，是有別于膏體或液體充填支架的重要部分。,,,1）功能 充填支架夯實(shí)機(jī)構(gòu)在物料充填入采空區(qū)后，對(duì)物料進(jìn)行夯實(shí)，使充填物料在推壓、接頂?shù)幕A(chǔ)上達(dá)到一定的致密度，使其具有一定的抗壓能力，能夠承受頂板下沉的壓力，控制頂板下沉量，防止頂板下沉斷裂，從而將地面建筑物的破壞程度控制到要求的范圍內(nèi)。,六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,
15、2）結(jié)構(gòu)組成 夯實(shí)機(jī)構(gòu)由夯實(shí)梁、夯實(shí)框架、兩個(gè)夯實(shí)千斤頂、調(diào)高千斤頂組成。 夯實(shí)框架與液壓支架底座鉸接，夯實(shí)框架中間用槽鋼連接，形成一整體； 夯實(shí)千斤頂伸出端連接夯實(shí)梁，夯實(shí)梁板面與缸體垂直，千斤頂下端與固定在夯實(shí) 框架箱體的底部； 夯實(shí)框架下面有與液壓支架底座相連的調(diào)高千斤頂，負(fù)責(zé)夯實(shí)框架及夯實(shí)千斤頂?shù)?高度調(diào)節(jié)。 以上部件連接，形成一個(gè)整體的夯實(shí)機(jī)構(gòu)，協(xié)調(diào)動(dòng)作將充填物料填滿(mǎn)并夯實(shí)。,充填夯實(shí)機(jī)構(gòu)圖,搗實(shí)機(jī)構(gòu)安裝示意圖,六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,3）結(jié)構(gòu)發(fā)展 一級(jí)、二級(jí)夯實(shí)結(jié)構(gòu)形式,兩級(jí)夯實(shí)結(jié)構(gòu)示意圖,六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,單、雙搗實(shí)機(jī)構(gòu),六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,連接方式（千斤頂上部和下部?jī)?/p>
16、種連接形式）,夯實(shí)機(jī)構(gòu)下部支撐連接方式示意圖,夯實(shí)機(jī)構(gòu)上部支撐連接方式示意圖,六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,優(yōu)點(diǎn)： 改善夯實(shí)機(jī)構(gòu)的作業(yè)空間，充填體可以順利地下落到夯實(shí)機(jī)構(gòu)下部空間； 作用力效果變得更好。夯實(shí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，夯實(shí)功能增強(qiáng)，另外 其本身可以實(shí)現(xiàn)部分壓實(shí)功能； 減少千斤頂及液壓系統(tǒng)與矸石的接觸，改善了環(huán)境增加了液壓系統(tǒng)的使 用壽命，減少了充填料壓擠千斤頂和管路接頭的可能，減少維修量，而 且維護(hù)簡(jiǎn)單。,六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,4、物料輸送系統(tǒng) 三部分組成：投料系統(tǒng)，皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)，轉(zhuǎn)載系統(tǒng)。 1）投料系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 垂直投料井輸送。投料落差在350m左右，對(duì)投料井的孔徑、料倉(cāng)、防沖擊及料管的
17、 耐磨性等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)合理的矸石與粉煤灰投料系統(tǒng)，并基于投料 沖擊分析，研發(fā)投料系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備，確保投料系統(tǒng)的可靠性。 根據(jù)試驗(yàn)確定的矸石與粉煤灰混合比，設(shè)計(jì)了合理的投料系統(tǒng)，研發(fā)具有自主 知識(shí)產(chǎn)權(quán)的滿(mǎn)倉(cāng)報(bào)警系統(tǒng)、堵倉(cāng)清理系統(tǒng)、緩沖系統(tǒng)等投料系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備。,投料系統(tǒng)工藝流程,六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,2)皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)選型 DSP1010/650型膠帶輸送機(jī) 3)自移式轉(zhuǎn)載設(shè)備選型 將輸送機(jī)上的矸石通過(guò)其運(yùn)輸?shù)降鯍燧斔蜋C(jī)的機(jī)尾上。,自移式轉(zhuǎn)載機(jī),六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,5、充填過(guò)程介紹 充填順序由下而上，當(dāng)下面一個(gè)卸料孔落料到一定高度后，即關(guān)閉卸料 孔，再開(kāi)啟上一個(gè)卸料孔，隨之啟動(dòng)夯實(shí)機(jī)
18、構(gòu)對(duì)已落下的充填料進(jìn)行夯實(shí)。 如此反復(fù)幾個(gè)循環(huán)，直至采空區(qū)充滿(mǎn)壓實(shí)。 調(diào)節(jié)千斤頂用于調(diào)節(jié)夯實(shí)機(jī)構(gòu)的高度，可使充填料在支架后部接頂，從而 實(shí)現(xiàn)完全充填。 綜采工作面生產(chǎn)系統(tǒng)、充填系統(tǒng)融為一體，回采、充填同時(shí)進(jìn)行。 充填材料經(jīng)上巷輸送機(jī)運(yùn)至工作面端頭，再由充填物料輸送機(jī)運(yùn)至采空區(qū) 進(jìn)行充填。,六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,6、 工作面主要配套設(shè)備 采煤機(jī) MG300/700-WD 刮板輸送機(jī) SGZ764/400 充填支架： ZC4800/16/32 物料輸送刮板機(jī) SGB630/150 （特制） 物料輸送皮帶機(jī) DSP1010/650（改造）,六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,7、充填效果 1
19、）產(chǎn)量 7606充填開(kāi)采試驗(yàn)工作面于2008年9月18日正式投產(chǎn)，截止工作面開(kāi)采完 ，共可置換煤炭10.81萬(wàn)噸，處理矸石7.25萬(wàn)噸，處理粉煤灰2.18萬(wàn)噸。 2）效果 礦用鐵路沿線(xiàn)最大下沉值為16mm，基本上還沒(méi)有影響到地表的建筑和設(shè)施。 3）經(jīng)濟(jì)效益 直接效益：7606充填開(kāi)采工作面開(kāi)采完畢后，共可置換煤炭10.81萬(wàn)噸， 處理矸石7.25萬(wàn)噸，處理粉煤灰2.18萬(wàn)噸。 效益：邢臺(tái)礦每年可回收煤炭資源約36萬(wàn)t，處理井上矸石約21.7萬(wàn)t，處 理粉煤灰6.5萬(wàn)t； 解放邢臺(tái)礦建下壓煤資源2000萬(wàn)噸； 延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限10年；,六、工程實(shí)踐與應(yīng)用效果,4）社會(huì)效益,解放“三下”
20、壓煤，提高礦井資源采出率，大大增加礦井服務(wù)年限； 解決矸石與粉煤灰的地面排放造成了環(huán)境的污染與破壞的問(wèn)題； 解決我國(guó)“三下”壓煤?jiǎn)栴}提供了一條新的技術(shù)途徑。 09年獲得煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng) 實(shí)用新型專(zhuān)利1項(xiàng),七、分體式高水液壓支架,分體式高水充填支架結(jié)構(gòu)介紹,1）形式。 現(xiàn)有兩種形式， 整體式高水充填支架，與膏體充填支架結(jié)構(gòu)類(lèi)似，生產(chǎn)效率低。 分體式超高水充填支架，提高了生產(chǎn)效率。 下面以冀中股份公司邢東礦為例重點(diǎn)介紹分體式高水充填支架。 2）分體式高水充填支架的設(shè)計(jì)原則 高水充填支架必須滿(mǎn)足以下性能要求： 前部滿(mǎn)足正常的綜合機(jī)械化開(kāi)采； 后部實(shí)現(xiàn)采空區(qū)高水充填的要求； 能夠?qū)崿F(xiàn)充填和采
21、煤同時(shí)作業(yè)從而提高產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)高水充填高產(chǎn)高效。 實(shí)現(xiàn)采煤與充填的分離。前、后支架的分體式結(jié)構(gòu)型式能夠?qū)崿F(xiàn)支架走三個(gè)步距進(jìn)行一次充填或者采煤與充填同時(shí)進(jìn)行作業(yè)的可能，提高效率。,七、分體式高水液壓支架,3）分體式高水充填支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 前、后支架實(shí)現(xiàn)前部實(shí)現(xiàn)開(kāi)采、后部支護(hù)及充填功能并能協(xié)調(diào)動(dòng)作，這也 是分體式充填支架設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。主要有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 充填前部支架實(shí)現(xiàn)正常開(kāi)采； 充填后部支架支護(hù)頂板進(jìn)行高水充填； 前支架頂梁后部和后支架頂梁前部設(shè)計(jì)伸縮梁； 前、后支架推移千斤頂需要協(xié)調(diào)移動(dòng)。,七、分體式高水液壓支架,4）支架架型的確定 支架高度 最高采高5米 支架支護(hù)強(qiáng)度 0.
22、7MPa左右 支架型式的確定 前部支撐掩護(hù)式，考慮連桿機(jī)構(gòu)及視線(xiàn)問(wèn)題采用了后部一根立柱支撐結(jié)構(gòu)形式。后部支架為掩護(hù)式支架 后支架擋板的設(shè)計(jì) 后支架擋板是充填支架設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它的作用是直接為后部高水充填提供有效的空間。擋板結(jié)構(gòu)采用了整體帶伸縮梁結(jié)構(gòu)形式，擋板底部與底座連接，有千斤頂調(diào)節(jié)擋板前后角度，可前后移動(dòng)10左右。伸縮梁的伸縮可實(shí)現(xiàn)擋板與后支架頂梁的接頂，保證后部形成密閉的充填空間，另外伸縮梁結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)與支架高度變化相適應(yīng)。擋板后部增設(shè)了行人裝置，便于工人進(jìn)行充填等操作。,七、分體式高水液壓支架,5）主要技術(shù)參數(shù)（邢東礦支架為例） 型號(hào) ZC12400/30/ 50(前后置兩架
23、一組) 工作阻力 12400kN（P=38MPa） 高度 30005000mm 寬度 14301600mm 初撐力 10286kN 中心距 1500mm 支護(hù)強(qiáng)度 0.71MPa 底板比壓 1.95MPa,七、分體式高水液壓支架,6）工作面配套設(shè)備： 采煤機(jī) MG500/1140-WD 刮板輸送機(jī) SGZ800/500 基本支架 ZC12400/30/50 隔板支架 ZCG12400/30/50,圖 ZC12400/30/ 50充填支架總圖,七、分體式高水液壓支架,邢東礦高水充填實(shí)例： 1、邢東礦1126充填工作
24、面簡(jiǎn)介： 主采2#煤層； 埋深：最深處達(dá)到960米； 煤層厚度：4.434.70m，平均厚度：4.5m； 煤層平均傾角9； 工作面長(zhǎng)度為70m； 走向長(zhǎng)445.1m 可采儲(chǔ)量19.73萬(wàn)t。,七、分體式高水液壓支架,2、采煤工藝的工作過(guò)程： 采煤機(jī)推進(jìn)距離s后置支架不動(dòng)，后部掛袋充填，前置支架跟進(jìn)支護(hù)距離s同時(shí)伸縮梁伸出s支護(hù)距離s采煤機(jī)繼續(xù)推進(jìn)距離s后置支架不2s采煤機(jī)繼續(xù)推進(jìn)距離s超高水凝結(jié)牢固，后置支架不動(dòng)，前置支架跟進(jìn)支護(hù)距離s同時(shí)伸縮梁伸出s支護(hù)距離3s后置支架前進(jìn)3s；如此往復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了采煤工作的連續(xù)開(kāi)采和充填，有效解決了回采支護(hù)與充填支護(hù)的矛盾，提高了生產(chǎn)效率。動(dòng)，充填或凝結(jié)
25、，前置支架跟進(jìn)支護(hù)距離s同時(shí)伸縮梁伸出s支護(hù)距離,七、分體式高水液壓支架,七、分體式高水液壓支架,3、邢東礦1126工作面充填效果,從上表可以看出，最高月產(chǎn)達(dá)到了5.25萬(wàn)噸，5、6月正常生產(chǎn)的情況下實(shí) 現(xiàn)了穩(wěn)產(chǎn)5萬(wàn)噸的能力。 2013年該套設(shè)備在邢東礦的1128工作面使用，通過(guò)最近幾個(gè)月的使用來(lái) 看，平均月產(chǎn)4.62萬(wàn)噸，最高月產(chǎn)達(dá)到6.1萬(wàn)噸。,七、分體式高水液壓支架,4、效益 1）整體效果分析 采煤效率: 平均月產(chǎn)4.62萬(wàn)噸，最高月產(chǎn)6.1萬(wàn)噸 充填效果好：充填率達(dá)95%，采高4.7米，地面沉降僅26mm 充填成本低：充填成本控制在100元以下，承受能力范圍內(nèi) 到達(dá)預(yù)期目的,七、分體式高水液壓支架,5、創(chuàng)新點(diǎn) 首次在千米埋深下實(shí)現(xiàn)了充填開(kāi)采 首次實(shí)現(xiàn)了5米采高綜合機(jī)械化超高水充填開(kāi)采 研究設(shè)計(jì)了分體式超高水充填支架 創(chuàng)新并實(shí)現(xiàn)了“采三充一”的充填開(kāi)采工藝模式,七、分體式高水液壓支架,6、成果及專(zhuān)利 2013年中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)， 發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利3項(xiàng),謝 謝！,
充填開(kāi)采液壓支架設(shè)計(jì).ppt
