【《鄂尔多斯柳塔煤矿综采工作面液压支架设备选型分析案例》3800字】

鄂尔多斯柳塔煤矿综采工作面液压支架设备选型分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u9696鄂尔多斯柳塔煤矿综采工作面液压支架设备选型分析案例 1255621.1我国液压支架的发展状况 1305691.2采煤工作面顶板的组成及其分类 2115061.2.1顶板的组成 2290981.2.2顶板分类 245411.3液压支架工作原理 3195231.4液压支架的选用 3235851.4.1架型的选择 3325521.4.2液压支架参数的计算 5111031.5液压支架事故分析和处理 7我国液压支架的发展状况随着英国设计并使用液压支架至今，已经经历了165个年代，液压支架在此期间，不断的发展、创新。到了2019年的今天，液压支架已经能适应不同地质条件，不同煤层状况。液压支架技术，已经基本成熟。在上世纪60年代末，中国是当时煤炭的主要生产国，而在地下深处开采所需要的煤炭，就离不开液压支架的帮助。当时研制出的液压支架，由于技术不够成熟，未得到推广。在接下来的时间，我国开始走上自主研发新型液压支架的道路。在1964年诞生的第一台自主研发的液压支架就是一个全新的起点。而在随后的1984年，1990年，液压支架的各项技术突破仿佛雨后春笋般冒了出来，低、中、高位放顶煤支架也相继试验成功。截至到1995年，我国已经有超过一半的煤矿完成综采配套设备的使用。而这个数字在到达2000年时，更是超过了65%。从此，我国在综合机械化采煤的道路上稳步发展，不断提高。为了隔离采空区，防止矸石涌入作业面，保护机械和人员安全，在采煤作业中必须对顶板进行支护。过去我们使用的地面防护设备包括金属摩擦式和单液压支柱等。使用这些设备会导致工人劳动强度大、工人工作环境恶劣、安全性也无法得到保证、产量和效率也受到了巨大限制。为了减少相关问题，提高产能和工作效率，液压支架走上历史舞台，液压支架由多个液压元件组成，在液体压力下起动力作用，包括支架、切割、位移的机械化。采煤工作面顶板的组成及其分类顶板的组成根据相对位置和特征，顶板类型分为三个部分:(1)伪顶:位于煤层正上方的一层非常脆弱的岩石。通常为炭质页岩和土页岩，厚度为0.3—0.5m，有些煤层没有危险的峰，往往与两极下降。伪顶一般不影响支撑设备的使用。经常随采随落。(2)直接顶:位于伪顶层岩层上。由泥质页岩、页岩、砂质页岩组成。厚度一般不大，比较柔软，通常情况下，它们会在你移架时掉落。它的支护方式和架型选择至关重要。(3)基本顶:位于直接顶之上不发达节裂的整个岩层。它通常由砂岩、石灰或砾石岩组成。虽然保持大面积的暴露，但它并不与直接顶一起塌陷。顶板分类1.直接顶分类：(1)不稳定顶板，即破碎顶板：易坍塌，坍塌后基本上可充填采空区。土页岩、再生顶板等都属于这一类。(2)中等稳定顶板:支撑稳定，虽然裂隙多，但是比较完整,不能回填采空区。砂质页岩、粉砂岩等直接顶属于这一类顶板。(3)稳定顶板即完整顶板:不易发生局部坍塌,砂岩顶板、砂质页岩顶板都属于这类顶板。(4)坚硬顶板:极难坍塌的顶板，砂岩、砂质页岩等属于这类顶板。2.基本顶分级：基本顶根据周期来压是否明显分为四级:第I类，没有明显的周期性压力的顶板;第II类，周期来压敏感的顶板;第III类，定期强烈加压的顶板;第IV类,具有很高的周期性压力的顶板。当压力在基本正常循环中不明显时，施加在支架上的负荷越小，则支架越稳定。周期压力越强烈，作用在设施上的负荷越高，越令人震惊。液压支架工作原理液压支架是集机械化采煤工作面为一体的地面保护设备。它主要由梁、柱、底座、千斤顶、阀门和各种辅助装置组成。在运行过程中，随着作业面的提升，保持一定的安全工作空间。因此，托架必须反映起、落、推、移的动作。通过泵站提供的高压液体操作不同性能的液压缸来执行，如图4.1所示。图4.1液压支架工作原理图当控制阀8在槽中时，工作液从泵站流出，通过液气单向阀6进入液压支架内部利用液体压力作用支撑起顶板。控制操作阀8下降时，工作液进入立柱，打开单向阀，降低液压力，随后液压支架下落。操作阀7将工作液送进千斤顶活塞腔，完成移架动作。推溜过程先将支架升起，通过控制操纵阀7将架子推向煤壁完成推溜动作。液压支架的选用架型的选择合理的选择液压支架的类型，对于提高生产工作的能力水平，尽可能发挥最大生产效能有着重要的意义。在选择具体架型时，根据国内液压支架的使用经验，充分吸取先进煤矿的生产经验，找到最合适柳塔煤矿的液压支架的类型。图4.2液压支架型号选择选择架型时，还要考虑下列因素：1.煤层厚度煤层厚度直接影响到支架的工作状态和工作能力，对于支架的稳定性也产生重大限制。当煤层厚度超过2.5m时，应选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式液压支架。当煤层厚度变化较大时,应选用调高范围较大的液压支架。2.煤层倾角倾角是支架稳定的关键，如果坡率过大，则容易出现滑坡现象。警惕煤炭在生产过程中随着时间的推移，而坡度过小又会出现其他的问题。3.底板性质底板的载荷对底座影响很大，因此底板的软硬度和平整度对液压支架底座的结构和支撑面积影响较大。在选择设计时，底板的允许比压必须超过底座对底板的接触比压值。4.瓦斯涌出量对于瓦斯严重超标的工作面，必须满足通风的相关要求，做到安全生产。5.地质构造地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板允许暴露面积和时间分别在5—8m2和20min以下时，暂不宜采用液压支架。6.设备成本出于经济性的考量，尽可能的使用符合要求和满足使用条件的前提下,尽量选择价格低廉的的液压支架。表4.1ZY400-18/38型液压支架架参数项目设计参数支架高度m1.8—3.8初撑力tf/架314.6工作阻力tf/架400支护强度tf/m270.7移架力tf30.68推溜力tf16.5液压支架参数的计算1.支护强度和工作阻力式（4.1）式中K～液压支架顶板岩石的系数，一般取5—8。根据煤层条件和地质特征此处取值为6。H～采高,m，根据柳塔煤矿煤层条件此处采高为3.5m。γ～岩石的密度，此处取2.3×103kg/m3;式（4.2）式中F～支架的支护面积，m2。可按下式计算式（4.3）m2式中L～支架顶梁长度,m此处取3.12m;C～梁端距,m此处取0.65m;B～支架顶梁宽度,m，此处为1.45m;K1～架间距,m此处取0.05m;A～支架中心距,m，此处取1.5m。掩护式支架工作阻力小于支架立柱的总工作阻力。工作阻力与支架立柱的总工作阻力的比值，称为支架的支撑效率η。所以支架立柱的总工作阻力P总为式（4.4）2.初撑力初撑力是相对于支架的工作阻力的。较大的初撑力使支架更快达到工作阻力，但是过大对支撑不利，还会导致其他问题，出于安全考量，一般不低于工作阻力的60%即可。式（4.5）3.移架力和推溜力液压支架的结构、高度、顶板状况等参数对移架力有着决定性的影响。此处移架力取300kN。支架最大结构高度式（4.6）支架最小结构高度式（4.7）式中Mmax、Mmin—煤层层最大、最小厚度，m;Mmax=3.5m，Mmin=3m;S1伪顶冒落的最大厚度，一般取0.2～0.3m，此处取0.3m;S2—顶板周期来压时的最大下沉量、移架时支架的下降量和顶梁上、底座下的浮矸、浮煤厚度之和，一般取0.25—0.35m，此处取0.3m;确定支架的最低高度时还应考虑到井下的允许运输高度;4.支架的伸缩比式（4.8）Ks值的大小反映了支架对煤层厚度变化的适应能力。其值越大，说明支架适应煤层厚度变化的能力越强。采用单伸缩立柱,Ks值一般为1.6左右。若进一步提高伸缩比，儒采用带机械加长杆的立柱或双伸缩立柱，其Ks值一般为2.5左右，薄煤层支架可达3。5.顶梁尺寸和覆盖率式（4.9）6.底座的宽度液压支架底座宽度通常为1.1—1.2m，此处受到推移设备的结构和千斤顶缸径的影响，此处取底座的宽度为1.5m。表4.2液压支架相关参数计算值名称计算值实际支护强度0.483MPa支架工作阻力2.73KN支护面积5.655m2立柱总工作阻力3.41KN初撑力2.73KN移架力300KN支架伸缩比1.41支护面积覆盖率80%综合上面的所有验算证明最终选择ZY400-18/38型液压支架可以应用于选型，能满足柳塔煤矿生产需要。液压支架事故分析和处理例如有一输送机发生小盖板坏、断大链、掉底链、联轴节环、烧电机等系列事故都是因压溜主导事故而相继发生的。我们的事故按其性质可主要分为4类事故;1.设备质量事故。这类事故所占比例与影响较大，主要有输送机电机、断胶带、机尾轴、采煤机电缆等。对这类事故，我们从技术结构上大胆改造，使用条件上不断改善，检修质量上努力提高。只有这样，才能从某种角度上提高和改善设备的质量，延长它的使用寿命。2.操作技术事故。这类事故种类比较繁杂，可发生在每台设备的任何部位。我们的过渡槽和中部槽坏，除底板割不平、溜槽推不平原因外，多数是因操作工推移过猛、一次推移角度太大所致。胶带跑偏、转载机掉道、拉不动、溜槽脱、倒架压架，往往都是由于操作工调整，操作技术低，操作不当所致。再如开关和采煤机电气事故，也大都是由于电气人员技术素质差，对简单事故不能很快处理酿成大事故。我们用加强技术培训和岗位练兵，不断提高技术素质和质量标准观念来减少与避免这类事故。3.操作责任事故。我们所遇到的挡煤板坏，都是维修工检查不细，大U型销掉了未及时补上，致使挡煤板坏。扯胶带事故，大多是胶带跑偏后司机未及时发现调正所导致。再如采煤机油嘴或油管断，外部机械坏，多数是因支架顶梁升的不够高、采煤机运行空间狭窄,司机未仔细检查，在运行中将置于机身外部的油嘴、油管或其他机构绊坏。防止这类事故的主要措施，是要经常对操作人员进行规章制度教育，并坚持奖优罚劣，不断提高他们的责任心。4.管理因素事故。一些综采先进单位，之所以发生事故少，除了采取措