龙泉煤矿115201工作面端头支护方案(修改版).doc

龙泉煤矿115201工作面端头支护方案一、105021工作面参数工作面走向长度1050m，煤层平均倾角67，煤层平均厚度约11.5m,巷道采用锚网索支护，运输巷宽度4m，回风巷宽度3.6m，工作面实行水平分段开采，阶段垂高15m，工作面切眼沿煤层厚度进行布置宽度约12m。二、115021工作面综采设备布置情况工作面布置有放顶煤液压支架6架，采煤机一台，运输机2台，桥转式转载机一台。三、工作面运输巷端头支护情况 由于前期综采工作面设备配套时，未考虑到运输巷端头支护和放顶煤时后部运输机机头部与支架配置的特殊要求，因1#、2#支架后部尾梁在放煤时与后部运输机机头存在干涉，导致1#、2#支架无法正常放顶煤，运输巷端头段出现约45m支护安全威胁区（运输巷端头空顶面积约10.62m（5.9m1.8m），放顶煤采放比也无法达到技术要求，且同时给采空区提供了足够的自燃因素，为此防灭火工作压力增大。四、运输巷端头支护方案要求1.从支护技术方案方面必须做到切实可行、可靠、方便。2.经济方面必须做到合理可行、制作技术简单，满足矿井现有技术、经济能力。3.安全性方面必须做到符合煤矿安全规范，选型合理、操作方便、技术指标符合规范。4.解决运输巷端头的安全支护，并要保证设备的安全运行。五、运输巷端头支护方案分析 1.采用工字钢配单体支柱进行支护方案。钢梁长度2.2m、2.8m单体支柱，排距0.8m。在支护过程中，后部运输机与转载机尾必须使用单体支柱2排，且1#、2#支架无法正常放顶煤，导致2#支架尾梁部至运输巷顶板侧存在严重安全威胁区面积达8.1m(4.5m1.8m），人员操作困难、安全威胁大，无法进行正常支护。故对该方案需谨慎实施。 2.采用液压支架支护方案。目前已无法进行，故对该方案无法实施。 3.自移式端头液压支护板支护方案。利用工作面运输机机头架、运输机拉移装置、支护板、支撑千斤顶等，运用液压工作原理、悬臂梁等支护理论解决运输巷端头安全支护。六、自移式端头液压支护板支护理论及操作原理1.运输机机头架结构为整体铸造，机头槽帮厚80mm,且托移梁整体连接在机头架上，根据结构和受力分析：在满足运输机安全运行、运输机技术要求的情况下，在机头槽帮适当位置设置支撑点（为确保运输机机头支撑点的可靠性，在支撑点处使用11#工字钢加固处理），使用支撑千斤顶和支护板（制作）对顶板进行支护，不会影响设备性能，并能达到对运输巷端头部顶板的支护效果。2.支护理论及受力分析1）支护理论根据悬臂梁理论中的正悬臂和倒悬臂对支护要求进行分析。后部运输机支护板（简称1#板）采用正悬臂进行支撑受力，前部运输机支护板（简称2#板）采用倒悬臂进行支撑受力，顶板压力通过支护板传递至支撑千斤顶，再通过机头槽帮传递至底板，从而达到安全控制运输巷端头顶板。 2）受力分析A. 确定端头支护强度，按中国矿大综采放顶煤经验公式估算（放顶煤工作面以煤层厚度与岩石容重的乘积表示支架支护强度安全专篇、初步设计），即： q=knM0.21式中 q支架支护强度，kN/； k安全系数，取k1.21.5，k取1.4； n折算系数，n=9.768M-0.79； M煤层全厚，取15m；顶煤容重，取12.74kN/。经计算，q=308 kN/=0.308MPa 根据115201工作面支架受力情况进行分析，可以得到支架的支护强度变化情况,在实际开采过程中，由于煤层平均倾角67，故端头支护强度应有所变化（严重安全威胁区）比理论数据q=0.308 MPa还有所减小。 B.自移式端头液压支护板支护强度液压支护板初撑力 Q=q1n = 4854=1940KN液压支护板面积计算 S=3.5m1.5m=5.25m液压支护板支护强度 q= Q/S=1940/5.25 =369.52（kN/m2）=0.369MPaq1-单千斤顶初撑力485KN，n-千斤顶根数,4根 液压支护板支护强度0.369大于工作面端头顶板压力0.308MPa，所以液压支护板满足要求。3.操作原理利用液压工作原理：适当降1#板的支撑千斤顶，支护板脱离顶板适量后（一般为100mm150mm)，操作支架的后部运输机拉移千斤顶，即后部运输机机头部前移，同时带动1#板前移到适当位置，停止前移后，立即将1#板支撑千斤顶升起，并严实接顶，对该区域的顶板进行支护；适当降2#板的支撑千斤顶，支护板脱离顶板适量后（一般为100mm150mm)，操作支架的推移装置千斤顶，将前运输机机头部前移，同时带动2#板前移到适当位置，停止前移后，立即将2#支护板支撑千斤顶升起，并严实接顶。依次交替完成一个推移循环。七、材料选备千斤顶：缸径140mm，杆径105mm，行程500mm，工