【《某矿井刮板输送液压支架选型分析案例》5800字（论文）】

某矿井刮板输送液压支架选型分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u246871.1井田位置 1136561.2煤矿交通 427531.3煤矿水文地质 4311141.4煤层情况 5240191.5煤质情况 5261071.6设计能力及服务年限 665751.7盘区布置 662671.8资源储量 748761.9地形地貌及地表水系 7123961.10井田开拓 869751.11气象及地震情况 849611.12主要自然灾害 915579第二章液压支架选型 1060822.1支架高度 1067192.2确定支架伸缩比 10198722.3计算顶梁长度 11260172.4顶梁宽度确定 1279672.5底座的宽度 12261972.6选取支架中心距 1233482.7支架的移架步距 12239032.8支护强度与工作阻力 13127592.9确定初撑力 14275422.10移架阻力和推流力 14172352.11选择液压支架 14281282.12验算 16222292.13过渡支架选型及技术参数 17103232.14端头支架选型及技术参数 17第一章巴彦高勒矿井概述井田位置根据呼吉尔特矿区2008年2月批准的矿区总体规划，巴彦高勒井田位于矿区南部，井田范围由6各拐点坐标圈定，面积65.2734km2，本井田与周边矿井关系示意图见图1.1。井田境界拐点坐标见表1.1。巴彦高勒井田位于东胜~神府煤田的东南部,由于主要的可采用煤层比较深,井田内及其周边地区至今尚无生产出大型矿井和中小型煤矿。表1.1拐点坐标点号XY14295278.75236614410.01524295278.75236625051.24334294147.12036625095.73044291524.00036622401.4205428758306064287486.67036614522.350井田与周边矿井关系示意图1.1图1.1煤矿交通煤矿交通位置状况见图1.2。图1.2煤矿水文地质根据《内蒙古呼吉尔特矿区巴彦高勒矿井水文地质补充勘探报告》(2012年11月),井田煤矿水文地质补充勘探状况类型分析可以将其大体划分三类为第一～二类第二型采用裂隙型补充水的井田水文地质勘探状况观测条件中等。预计每年矿井正常平均涌水量797m3/h,最大平均涌水量1196m3/h,根据《煤矿防治水规定》(2009年),矿井的主要水文地质资源类型情况应该较为复杂。故本项目工程设计以提高矿井的自然水文地质探测性能为复杂的基础设防。井田岩的煤层顶部和地下基础层的底板层对岩石的冲击强度相对较低,多为柔弱~半坚硬的砂质岩石。工程调查地质根据调查矿井类型主要分别为第三类第二型第三层状型页岩类和该工程调查地质根据调查矿井条件分别为中等地质类;该调查矿井主要隶属于大型瓦斯煤层矿井;有的煤尘煤层存在发生爆炸的直接危险性;其中的瓦斯煤层主要是容易爆炸发生起火自燃的劣质煤层;没有对土壤地热的直接危害。煤层情况煤层倾角本次发掘井田地层位于现今中国鄂尔多斯高原之东南部,井田的地层构造走向形态基本上按其总体趋势是地层作为一向沿着北西东南方向快速倾斜的典型单斜地层构造,倾向300～320°,地层平均方向倾角1～3°,地层内的生产利用状况沿其结构走向及地层倾向均可能存在一定的幅度变化,但是这个变化趋势总体变化不大。沿着火山路线的南北走向都是呈现纵宽缓慢的波状方向发展,区内没有一次发现明显的火山断裂或者主要是褶皱状的结构,也没有明显的火山岩浆石溢流侵入,地质调查结构简易。煤层厚度井田范围内所包含的煤层为侏罗系中的传统延安组,包括2、3、4、5四个煤组,含有少量的煤8～23层,其中矿山全区或大多数可以开采的煤层4层(矿山编号分别为3-1、4-1、4-2中、5-1),局部可以开采煤层4层(矿山编号分别为2-1、2-2中、4-2上、5-2上),可以开采区零星分布的不可以开采煤层2层(4-1下、4-2下),其余的煤层都是无法开采。主要开采煤层3-1煤可采厚度3.2～6.21m，平均5.9m，该煤层的厚度稳定,厚度和温差变化小,其资源量约占总自然资源量的42.35%。煤质情况井田内的煤质主要为低至高~中等浓度水分,特低灰、少量黑色石油和其他低灰、特少量氧化硫和高~中等浓硫,特低磷和高~小量黑色石油和其他低磷、高、特热值的非常强粘性焰型煤、长焰燃烧型煤及其他弱黏性焰型煤,是良好的民用及工业动力综合利用能源煤。设计能力及服务年限矿井的日常工作日和时间日常管理制度:按照要求设计的每个矿井每人年平均每个工作日330d,每天4班按时进行日常作业,其中3班按时进行日常生产,1班按时进行日常检修。每日的净质量提高工作时间一般控制在16h。本项目矿井自然资源丰富,外部建设环境条件优良、煤质保证严格、用户安全稳定,开采工艺和技术条件优越,开拓工艺系统简便,经济效益好,适于各种类型的矿井建设。矿井的设计生产能力标准确定值为4.2mt/a。矿井井型设计的平均可采储量556.43mt,其中一个最大水平(3-1煤以上)364.33mt,储量中的备用寿命系数大约取1.4,则4.2mt/a井型的电力供电系统服务器的使用寿命年限大约为101a,其中一个最低水平53.0a。扣除已经开始回采的11个矿井开采区生产资源的存储量19.44mt/a(3.5a),矿井当期剩余生产服务资源使用量的年限可以设定为97.5a。盘区布置矿井在井上搬运和井下移交煤炭生产时平均需要分别井下布置1个搬运盘区,即13盘区,井下分别需要布置1个3-1煤炭生产工作水平面,达到4.2mt/a的矿井设计生产能力。首采区域13盘区东西宽2.95km，南北长5.18km，面积约为11.3km2。根据各煤层的相对间距和资源数量,矿井划分3个水平,每个煤层按水平分盘区域共布置6组主要大巷,各一组水平大巷沿着所有采用的煤层方向布置，三条大巷间距50m。根据煤矿瓦斯、通风及道路交通运输等行业技术性能要求,经过综合地测量分析并设计充分考虑每个矿井在巷道工程施工期间的现场和实际工作状态,每个矿井工作面均线上应分别布置两条交通巷道,回风巷一条;散装货物巷和搬运巷道各一条。根据国内外厚层岩煤层综合开采管理技术的研究发展和国际应用趋势现状,结合目前我国井田煤层开采的主要技术基础条件,设计3-1煤层应采用双向长壁煤层综合开采机械化一次采全高大采高落的采煤管理方法,全高大冒采高落煤方法采煤进行人工管理煤层顶板,工作面落法进行管理后退式煤层回采。本矿的首采工作面长度约为300m,推进时的方向长度约2500左右。初期建成的投产地段平均涂料厚度约为5.9m,设计时采用一次性开采全高综采,最大开采高度为6.2m,最小3.2m。资源储量总资源储量（331+332+333+334）共计1040.22Mt。矿井工程设计计算中的地质资源/矿物储量损失是在泛指为了计算使使用矿井的长期工业地质资源/矿物储量损失减去按照矿井设计计算方法所需要计算生产出的自然断层地质煤柱、防水地质煤柱、井田中的境界地质煤柱、地面上的建(构)物。矿井工程设计的实际可持续采用煤矿资源/煤炭储量值在减去各种煤矿工业生产场地和煤矿环形工程安装施工车间采用煤柱与主要采矿井巷采用煤柱之间的采用煤炭储量后,乘以煤矿开采重点区域的资源回收率即可作为整个矿井工程设计的实际可持续采用资源储量。工业用生产场地及厂房环形煤柱安装场地厂房专用煤柱的基本计算敷设方法主要是根据场地岩层沿着位置方向移动的基岩角度方向进行公式计算基本留设,参考了与东胜铁矿煤田其它岗位相邻的工业生产场地厂房和煤矿井,岩层沿着位置方向移动的基岩角度可用公式表示为:其中基岩45°,基岩角度δ=65°。采区煤层回采率厚中薄煤层一般平均取75%,中厚中薄煤层一般平均取80%,薄中厚煤层按85%比例进行计,经综合测量分析该采区矿井煤层设计最大煤层可采储量一般为582.34mt。地形地貌及地表水系井田位于鄂尔多斯高原之东南部，区域性地表分水岭“东胜梁”的南侧，为毛乌素沙漠的东北边缘地带。井田北部地区自然属于青藏高原半温带沙漠性的自然地貌变化特点,大部分井田地区都已经是被第四断层系统的风暴沉积沙丘断层所完整覆盖,多数是呈类似新月形或类似波浪状的小沙丘,没有任何变质基岩的山体出现。区内所有森林动物植被品种数量相对较少,属半封闭荒漠性森林地区。井田内部并没有无常年的大量地表性降水径流。雨水大部分时候是通过地下风沙或积沙直接将水渗透到地下。井田开拓本井田主采煤层3-1煤的赋存深度为628～783m，若采用斜井开拓，主、副斜井提升长度达到1600m左右，已到国内斜井提升设备的极限。根据地质报告，井田内第四系厚度为74～154m，浅部全新统含6m左右的流砂层，斜井施工极为困难，工期也较长。另外，根据临近矿井的施工经验，本矿井筒施工需采用全深冻结，采用斜井开拓明显不合适，因此设计推荐采用立井开拓方式。

井下的主要运输机组均采用胶带式输送电动机,辅助运输则采用不同的轨道胶轮机。气象及地震情况据内蒙古自治区鄂尔多斯乌审旗地区气象站根据历年气温数据分析统计:当地平均最高地区气温+36.6℃,最低气温的年平均值分别为-27.9℃;年各月平均当地降水量密布分别为194.7~531.6mm,平均当地降水量分别为396.0mm,且多部分集中于7、8、9三个降水月内;年平均当地蒸发降雨量分别为2297.4~2833.7mm,平均当地下降降雨量分别为2534.2mm,年平均当地蒸发降雨量约等于占年平均降水雨量总和的5~12倍。井田内部有季风多雨但云雾少,最大地区持续最高风速平均可达24m/s,一般地区持续最高风速2.6~5.2m/s,最大最小冻土沉积深度沙尘为1.71m,最大最小冻土深度沙尘和风暴日为50d/a。据2011年中国对特大地震烈度活动峰峰测值烈度区划图,井田水库所处地震区域的特大地震测量活动烈度峰值地震加速度大约为0.05g,地震烈度活动峰值烈度预测等级峰值为中或相当于特大地震活动强度的其他地方为地震烈度,属于弱弱地震区域的预测峰值范围,历史上亦未多次发生任何造成破坏性的特大地震。主要自然灾害矿区的主要天气和自然灾害是沙尘暴和冰冻的天气。夏季降雨集中,雨量大时低洼处易形成水涝,雨量小时易造成干旱。矿井工业用场地、风井施工场地、矿井安装车站、风井公路等工程用场地及周边无任何洪水、泥石流、滑坡、岩崩及其他工程地质灾害,因此各个建设项目所遭遇的地质灾害发生的概率较低,危害严重程度较低,而且发生的危险性较小。液压支架选型支架高度支架高度可由下式计算： (5.1) (5.2)式中：支架最大结构高度，m；支架最小结构高度，m；煤层最大采高，m；煤层最小采高，m；支架前柱上方顶板下沉量，取0.2m；支架后柱上方顶板下沉量，取0.2m；支架前移时可缩余量，一般取不小于0.05m；支架与顶底板间的浮煤，破矸厚度一般取0.1m。求得：=6.2－0.2+0.2+0.1=6.3m=3.2－0.2－0.2－0.1=2.7m确定支架伸缩比液压支架最大支撑高度和最小支撑高度之比叫做伸缩比。 (5.3)式中：伸缩比。求得：=1.3计算顶梁长度顶梁计算如下，见图5.1所示。图5.1液压支架简图顶梁全场： (5.4) (5.5)式中：——铲煤板铲尖到煤壁的距离，m,取150mm；y=F+G+J+V (5.6)式中：F铲煤板宽度，m，取250mm；G中部槽宽，m,取1250mm；J导向槽宽度，取350mm；V电缆的槽宽。估算V=350~450mm；超前移架时取截深，取800mm；H采高，m,3.5m；立柱倾角,20°；梁端距，m,取450mm；由结构而定，a>300mm取450mm；经常取=0.9~1.2m，在中厚煤可设置为通行道取1.1m；由构架而定，一通常情况为400~600mm；取500mm。计算出顶梁的全长:L=b1+b2+b3=150+250+1250+350+400+800+450-3.5tan20-450+1100+500=4798.7mm。顶梁宽度确定支架的宽度是指顶梁最小及其最大的宽度。顶梁宽度取决于支架间距及其结构类别。我国法律规定的支架标准中心线分别是1.5m和1.7m。支架顶梁一般装有活动侧护板一般形成170~200mm。支架的中央线间距离约为1.7m时,最小宽度一般1600~1630mm,最大宽度一般1670~1700mm。通过分析取中心距1.75m，宽度取1.68m。底座的宽度其中装在支架上的基础部和底座的最大宽度为1.1~1.2m。通过不断扩展或者不断增大支架底座的内部横向宽度平稳性及尽量减小对支架底板的比重挤压,厚重型煤层结构支架的最大底座横向宽度目前己经有望能够逐步增长至1.3m以上,。取1.4m。底座的底部中央传动装置上方是配有传动推移输送装置的传动沟槽,这与传动千斤顶装置推移传动装置的箱体构造和装置千斤顶推移气体的固定缸径及其大小长度有着密切的直接联系,通常为300~380mm,选取支架中心距选择与刮板输送机溜槽长度配套的中心距。取1.75m。支架的移架步距与选择采煤机截深有联系，理论计算时推移千斤顶的行程等于采煤机的截深。取800mm。支护强度与工作阻力当下主要是运用经验方法或者实测结果等数据确定一个支架的稳定性和支护强度。 (5.7)式中：其主要作用在基层支架上的基层屋面和支架顶板上的基层岩石结构体系,一般情况可以被选取5~8。顶板如果运行条件良好、周期性未来下行压力不明显时,则应当直接取为顶板下限,否则顶板应当直接取为顶板上限;H采高，m；顶板岩石密度，一般取2.3×kg/m。=0.644MPa液压运动支架的安全保护运动强度通常为0.5~0.7mpa。支架的支撑工作使用阻力的使p大小需要能够满足对于整个顶板框架支护的工作强度控制要求,支撑支架工作的使用阻力大小可以通过其顶板支护工作强度与整个顶板框架支护占用面积之比来综合确定。 (5.8)式中:F—支架的支护面积，m;P支架工作阻力，KN。 (5.9)式中:L支架的顶梁的长度，m,取4.8m；C梁端距，m,0.45m；B支架的顶梁的宽度，m,1.68m；—架间距，m,取0.2m。求得：支架上每个立柱的平均长度总工作效率压力公式为 (5.10)式中：支架总工作阻力；支架支撑效率，支掩护式和支撑掩护式支架取=80%左右。求得：确定初撑力对于不稳定和中等稳定顶板，为了维护机道上方的顶板，应取较高的初撑力，约为工作作阻力的80%；取初撑力为工作阻力的80%，为6356.28KN。移架阻力和推流力厚煤层支架为300~400KN。取移架阻力为350KN。推溜力一般为100~150KN。推溜力取135KN。选择液压支架选ZYG12000/26/50D型支撑掩护式液压支架。特征参数见表5.1。表5.1液压支架参数表序号项目参数名称单位数值1支架支架高度支架宽度支架中心距支护强度（f=0.2)底板前端比压（f=0.2)初撑力（P=31.5MPa)工作阻力（P=43.3MPa)操作方式重量泵站压力mmmmmmMPaMPaKNKNTMPa2900~65001680~188017501.25~1.302.10~4.44872812000约46.531.52立柱根数缸径柱径初撑力（推/收）（P=31.5MPa)工作阻力（推/收）（P=43.3MPa)液压行程（一级/二级）根mmmmKNKNmm2（双伸缩)420/310400/2804364600034903平衡千斤顶根数缸径/杆径初撑力（推/收）（P=31.5MPa)工作阻力（推/收）（P=43.3MPa)行程根mmKNKNmm1(普通)250/1601546/9132125/12556454推移千斤顶根数缸径/杆径推溜力/拉架力行程根mmKNmm1(普通)200/140505/9909605侧推千斤顶根数缸径/杆径推力/拉力行程根mmKNmm4（内进液）100/70247/1262006抬底千斤顶根数缸径/杆径推力/拉力行程根mmKNmm1（内进液）140/105485/212260验算1)底板比压校核液压支架的底板比压为2.1MPa小于底板比压2.16~2.2.35MPa满足使用条件。2)工作阻力初撑力验算即所选定的支架在H采高时的支撑力（支护强度）≥计算值。由此可知选型满足条件。不