《綜采放頂煤技術(shù)》教學(xué)課件

主要內(nèi)容

1概況2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套4高效長壁綜放開采的工藝模式5綜放工作面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律6綜放開采提高頂煤回收率技術(shù)7綜放開采的安全控制技術(shù)8綜放開采的發(fā)展趨勢1主要內(nèi)容1概況11.1國外發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)50年代末60年代初，隨著液壓支架制造技術(shù)的發(fā)展，前蘇聯(lián)、法國等國才正式采用放頂煤開采厚煤層，并獲成功；20世紀(jì)70年代初，綜放開采在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了兩種發(fā)展趨勢：一、前蘇聯(lián)、匈牙利等東歐國家，改進(jìn)和完善放頂煤支架，但工作面仍使用一臺刮板輸送機(jī)；二、法國、德國等國，工作面布置兩臺輸送機(jī)。20世紀(jì)80年度初期，世界上有近10個產(chǎn)煤國家采用放頂煤技術(shù)，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，工作面日產(chǎn)達(dá)到2000－2600t，工作面采出率80％－91.9%;

20世紀(jì)90年代以后，由于適合放頂煤開采的資源枯竭、環(huán)保問題等，放頂煤開采在國外遇到了種種障礙，僅法國、俄羅斯等極少數(shù)國家使用放頂煤開采技術(shù)；1概況

21.1國外發(fā)展現(xiàn)狀1概況21.2國內(nèi)發(fā)展階段現(xiàn)狀探索階段（1982－1990年）1982.9，北京開采研究所和沈陽煤研所首次進(jìn)行綜放工作面總體設(shè)計和放頂煤液壓支架設(shè)計，1983年進(jìn)行設(shè)備的加工制造；1984.4，我國第1個60m長的綜放工作面在沈陽礦務(wù)局蒲河礦進(jìn)行緩傾斜長壁綜放開采工業(yè)性試驗；1986.3，在窯街礦務(wù)局二礦進(jìn)行了急傾斜特厚煤層水平分段綜采放頂煤采煤法的工業(yè)性試驗，試驗取得圓滿成功；逐漸成熟階段（1990－1995年）

20世紀(jì)90年代以來，對綜放開采中存在的瓦斯治理、火災(zāi)防治、粉塵治理、提高回收率、全煤巷錨桿支護(hù)等技術(shù)難題進(jìn)行攻關(guān)研究，取得了可喜成果，我國的綜放開采得到了迅速發(fā)展；1994年制定了《綜合機(jī)械化放頂煤開采技術(shù)暫行規(guī)定》，使我國綜放開采技術(shù)走向正軌。技術(shù)成熟和推廣階段（1996年至今）

1概況

31.2國內(nèi)發(fā)展階段現(xiàn)狀1概況3發(fā)展現(xiàn)狀：1概況

表11995年～2000年全國超100萬t/a綜放開采生產(chǎn)指標(biāo)生產(chǎn)指標(biāo)1995年1996年1997年1998年1999年2000年綜放隊數(shù)目/個222627222329總產(chǎn)量/Mt35.6342454430415546305552.5平均年產(chǎn)/Mt1.620163.3164.1188.8201.3191.4最高年產(chǎn)/Mt3.157350.2410.2501.2505.8512.6平均效率/(t·工-1)56.868.471.292.4114.74最高效率/(t·工-1)113.1181.1203.9230.24247數(shù)量比重/%34.036.035.534.432.437.2產(chǎn)量比重/%41.242.441.643.741.342.4注：產(chǎn)量比重指當(dāng)年1Mt/a以上綜放隊產(chǎn)量之和占當(dāng)年所有1Mt/a以上綜采隊產(chǎn)量總和的比例。4發(fā)展現(xiàn)狀：1概況表11995年～2000年全國超10發(fā)展現(xiàn)狀：2001年東灘煤礦綜采隊?wèi)?yīng)用綜放開采技術(shù)，年產(chǎn)量達(dá)5．5Mt。2003年，該隊又創(chuàng)造了工作面年單產(chǎn)6.42Mt、最高月產(chǎn)0.6563Mt的兩項世界新紀(jì)錄。2004年該面年產(chǎn)達(dá)到658.15萬t。2007年，潞安王莊煤礦6203綜放工作面，工業(yè)性試驗期間，最高日產(chǎn)達(dá)到33186t，最高月產(chǎn)達(dá)到63萬t，平均回采工效達(dá)到394t/工，回收率達(dá)到了92.1％。1概況

5發(fā)展現(xiàn)狀：1概況52.1概念：放頂煤采煤法的實質(zhì)，就是在厚煤層沿底部布置一個采高2~3m的長壁工作面，用常規(guī)方法進(jìn)行回采，并利用礦山壓力的作用或輔以松動爆破等方法，使支架上方的頂煤破碎成散體后，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，經(jīng)由刮板輸送機(jī)運出工作面。2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件

圖1綜采放頂煤工作面設(shè)備布置1——采煤機(jī)；2——前輸送機(jī)；3——放頂煤液壓支架；4——后輸送機(jī)；5——平巷膠帶輸送機(jī)；6——配電設(shè)備；7——安全絞車；8——泵站；9——放煤窗口；10——轉(zhuǎn)載破碎機(jī)；A——不充分破碎煤體；B——較充分破碎煤體；C——待放出松散煤體62.1概念：2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件圖1綜采放2.3適應(yīng)綜放開采的采區(qū)（工作面）地質(zhì)條件煤層的賦存條件頂?shù)装逍再|(zhì)地質(zhì)構(gòu)造水文地質(zhì)條件瓦斯自然發(fā)火影響工作面儲量2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件

72.3適應(yīng)綜放開采的采區(qū)（工作面）地質(zhì)條件2放頂煤的概念煤層的賦存條件煤層賦存較穩(wěn)定，煤層厚度以5～10m為宜，煤層傾角0~15°，煤層普氏系數(shù)f≤3頂?shù)装逍再|(zhì)

煤層頂板能隨采隨冒，頂板冒落充填高度至少等于采放高度；煤層底板巖性較硬地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造簡單，無較大煤層起伏及褶曲，無陷落柱、火成巖侵入，斷層落差不大；頂煤中無堅硬較厚夾矸，夾矸單層穩(wěn)定厚度一般不大于300mm2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件

8煤層的賦存條件2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件8水文地質(zhì)條件

地表或上覆巖層在采動影響范圍內(nèi)無水體或重要建筑物瓦斯自然發(fā)火影響綜放工作面除應(yīng)加快工作面推進(jìn)速度外，還應(yīng)采取相應(yīng)的措施，以防止火災(zāi)的發(fā)生工作面儲量

綜放工作面長度一般為150～200m，連續(xù)推進(jìn)長度1000～2700m，工作面地質(zhì)儲量100～300萬t2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件

9水文地質(zhì)條件2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件9主要設(shè)備選型及總體配套原則

工作面設(shè)備選型配套實例3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

10主要設(shè)備選型及總體配套原則3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套13.1主要設(shè)備選型及總體配套原則3.1.1設(shè)備配套的主要類型

采用國內(nèi)研制的全套國產(chǎn)新型綜采設(shè)備裝備的綜采工作面，年產(chǎn)300萬~600萬t以上。引進(jìn)部分關(guān)鍵綜采設(shè)備，如電牽引采煤機(jī)、重型刮板輸送機(jī)等，配以國產(chǎn)液壓支架和大運量帶式輸送機(jī)裝備的大功率綜采工作面，年產(chǎn)400萬~800萬t以上。全套引進(jìn)國外大功率綜采設(shè)備裝備的綜采工作面。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

113.1主要設(shè)備選型及總體配套原則3綜采放頂煤工作面的設(shè)備3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

3.1主要設(shè)備選型及總體配套原則3.1.2設(shè)備選型的主要原則綜采設(shè)備的選型。高可靠性，技術(shù)先進(jìn)性提高綜采裝備的配置。保證各零部件生產(chǎn)質(zhì)量，注重外購件的質(zhì)量，選用國際上著名品牌且質(zhì)量過關(guān)的產(chǎn)品綜采成套裝備滿足高產(chǎn)、高效、高回收率的要求，各設(shè)備的生產(chǎn)能力要留有足夠的富裕系數(shù)。各主要設(shè)備的技術(shù)性能要滿足工作面設(shè)計年產(chǎn)量的要求，且相互之間協(xié)調(diào)與配合科學(xué)合理，發(fā)揮最佳的生產(chǎn)效能。采煤機(jī)、運輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮膠帶輸送機(jī)生產(chǎn)能力必須逐漸遞增，形成“喇叭口”狀，支架的推進(jìn)速度必須滿足采煤機(jī)割煤速度的要求。設(shè)計科學(xué)合理的端口支護(hù)，保證工作面快速推進(jìn)。123綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套3.1主要設(shè)備選型及總體配3.2工作面設(shè)備選型3.2.1原則采用技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良，經(jīng)過實踐檢驗的高可靠性裝備。通過合理選型和正確配套，保證整個系統(tǒng)的性能協(xié)調(diào)和可靠。提高綜采設(shè)備的配套能力與生產(chǎn)協(xié)調(diào)性。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

133.2工作面設(shè)備選型3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套133.2工作面設(shè)備選型3.2.2液壓支架選型

液壓支架支護(hù)強(qiáng)度的確定保證對工作面頂板實現(xiàn)有效控制，又要滿足回采工藝的各種要求。1）常見的頂板運動類型考慮回采工藝、頂板運動和來壓特征可以將頂板運動分為5類：類型A：中厚煤層開采，直接頂為不穩(wěn)定頂板，支架載荷主要由基本頂?shù)募墑e和運動特征決定，直接頂主要作為傳力介質(zhì)，并將自重作用于支架。類型B：中厚煤層開采，直接頂中等穩(wěn)定和穩(wěn)定，在與支架相互作用中具有不同的回轉(zhuǎn)趨向，同時傳遞Ⅱ級和Ⅲ級基本頂形成的周期載荷。類型C：中厚煤層開采，非常穩(wěn)定的直接頂和Ⅳ級基本頂形成的劇烈載荷。類型D：厚煤層采用放頂煤開采。采用放頂煤開采由于支架直接面對頂煤，頂煤在回采過程中要求最大限度地放出。類型E：淺埋深煤層開采。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

143.2工作面設(shè)備選型3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套143.2工作面設(shè)備選型3.2.2液壓支架選型

液壓支架支護(hù)強(qiáng)度的確定類型A頂板所需支護(hù)強(qiáng)度計算由直接頂重量和基本頂來壓時引起地控頂區(qū)下沉導(dǎo)致地載荷增量組成。類型B頂板所需支護(hù)強(qiáng)度計算3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

153.2工作面設(shè)備選型3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套153綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

類型C頂板所需支護(hù)強(qiáng)度計算類型D頂板所需支護(hù)強(qiáng)度計算類型E頂板所需支護(hù)強(qiáng)度計算163綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套類型C頂板所需支護(hù)強(qiáng)度計算3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

液壓支架支護(hù)強(qiáng)度的確定

（1）按采場直接頂（含頂煤）為具有一定剛度的可變形介質(zhì)時計算圖1直接頂為松散介質(zhì)時給定變形壓力分布當(dāng)采場直接頂為中間型剛度時，基本頂?shù)慕o定變形主要是由直接頂?shù)淖冃魏椭Ъ艿淖冃蝸沓袚?dān)，支架的載荷包括兩部分，即支架上方直接頂?shù)闹亓亢突卷斀o定變形作用于直接頂而產(chǎn)生的給定變形壓力。173綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套液壓支架支護(hù)強(qiáng)度的確定（1）3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

（1）按采場直接頂（含頂煤）為具有一定剛度的可變形介質(zhì)時計算的支架最大支護(hù)強(qiáng)度

183綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套（1）按采場直接頂（含頂煤）為3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

（2）根據(jù)采場頂板分類確定支架支護(hù)強(qiáng)度工作面頂板為Ⅲ級2類頂板。根據(jù)采場圍巖分類，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級基本頂?shù)念~定支護(hù)強(qiáng)度下限按下式計算：式中：Ps為額定支護(hù)強(qiáng)度下限，kPa；Bc為控頂寬（其值為梁端距加上頂梁長度），m；hm為煤層采高，m；Lp為老頂周期來壓步距，m；N為直接頂充填系數(shù)。193綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套（2）根據(jù)采場頂板分類確定支架3.2.2液壓支架選型－液壓支架額定工作阻力確定工作面支護(hù)強(qiáng)度確定以后，支架工作阻力值主要取決于支護(hù)頂板的控頂面積。支架控頂面積主要與工作面“三機(jī)”配套設(shè)備的斷面縱向尺寸有關(guān)；工作面“三機(jī)”配套設(shè)備的斷面縱向尺寸在采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)定型配套后才能準(zhǔn)確確定。F——額定工作阻力；

P——首采區(qū)工作面額定支護(hù)強(qiáng)度；

L——支架中心距；——控頂距，包括支架頂梁長度和梁端距離；——支撐效率。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

203.2.2液壓支架選型－液壓支架額定工作阻力確定3綜采放3.2.2液壓支架選型－支架架型確定液壓支架架型的確定必須與礦山地質(zhì)條件相適應(yīng)，與工作面其他設(shè)備相配套，與回采工藝相配合，并且滿足安全高效生產(chǎn)的要求。液壓支架選型不僅包括支架的架型及額定支護(hù)強(qiáng)度、工作阻力，而且設(shè)計到頂梁、護(hù)幫、底座、側(cè)推、防倒防滑等主要部件的選型及參數(shù)確定。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

213.2.2液壓支架選型－支架架型確定3綜采放頂煤工作面的3.2.2液壓支架選型－支架架型確定的流程根據(jù)采煤方法論證結(jié)果確定采煤方法；根據(jù)頂板巖（煤層）石力學(xué)性質(zhì)、厚度及巖層結(jié)構(gòu)和弱面發(fā)育程度確定直接頂（煤層）類型；根據(jù)基本頂巖石力學(xué)特性及礦壓顯現(xiàn)特性確定其級別；根據(jù)底板巖性及底板抗壓入強(qiáng)度和剛度確定底板類型；根據(jù)礦壓實測數(shù)據(jù)計算額定工作阻力或根據(jù)采高、控頂距離及來壓步距估算支架支護(hù)強(qiáng)度；根據(jù)頂?shù)装孱愋?、級別初選支架額定工作阻力和支架架型；考慮工作面風(fēng)量，行人斷面，煤層傾角修正支架架型和參數(shù)；考慮煤壁片幫條件確定頂梁及護(hù)幫機(jī)構(gòu)。

除以上常見條件外，還要考慮如下特殊因素：上下部采動條件；相鄰區(qū)段或兩側(cè)開采條件；地質(zhì)構(gòu)造、斷層、褶曲等分布和參數(shù)；開采深度的影響；頂?shù)装搴?綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

223.2.2液壓支架選型－支架架型確定的流程3綜采放頂煤工3.2.2液壓支架選型－放頂煤液壓支架架型發(fā)展趨勢主導(dǎo)架型有正四連桿四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架、反向四連桿四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架和單擺桿四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架。開發(fā)研制新型兩柱掩護(hù)式放頂煤支架放頂煤液壓支架架型發(fā)展的新趨勢：①大采高放頂煤液壓支架，最大高度3.8~4.5m以上的兩柱式放頂煤支架和四柱式放頂煤支架；②強(qiáng)力放頂煤液壓支架，工作阻力10000~15000kN的大工作阻力支架，適應(yīng)硬煤和特厚煤層大放采比放頂煤工藝要求的支架；③分體組合式直線型輕型放頂煤液壓支架，一種適應(yīng)中小煤礦和邊角煤回收的多用途支架。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

233.2.2液壓支架選型－放頂煤液壓支架架型發(fā)展趨勢3綜采液壓支架選型－放頂煤液壓支架主流架型及分析ZFY6800/18/35兩柱放頂煤液壓支架主要特點支架采用整頂梁和挑梁結(jié)構(gòu)，頂梁前端支護(hù)力大，有利于保持梁端頂板的完整，防止冒頂，挑梁采用小四連桿機(jī)構(gòu)連接，挑梁上挑角度大，挑梁收回平；單排立柱，操作簡單，移架快速，提高生產(chǎn)效率；支架采取雙前連桿，單后連桿結(jié)構(gòu)，支架穩(wěn)定性好，可靠性高；雙側(cè)活動側(cè)護(hù)板，靈活方便，適應(yīng)性強(qiáng)；底座為分體式剛性底座，底座上有抬底機(jī)構(gòu)。抬底機(jī)構(gòu)可整體拆卸。在相同配套尺寸條件下，此支架比四柱支掩式支架頂梁長度減小約600mm；減小了支護(hù)面積，可以以較小的工作阻力達(dá)到要求的支護(hù)強(qiáng)度；支架選用電液控制系統(tǒng)，立柱配雙安全閥，配備快速回液閥，提高了移架速度。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

24液壓支架選型－放頂煤液壓支架主流架型及分析3綜采放頂煤工作面液壓支架選型－放頂煤液壓支架主流架型及分析ZFH12000/23/35型四柱反四連桿低位放頂煤液壓支架結(jié)構(gòu)和性能特點采用雙前連桿和單后連桿結(jié)構(gòu)的寬形反向四連桿機(jī)構(gòu)，布置在前后立柱之間，提高了支架的抗偏載能力和整體穩(wěn)定性；大插板式尾梁放煤機(jī)構(gòu)，其尾梁千斤頂可雙位安裝，既可支設(shè)在頂梁上，也可支設(shè)在底座上；支架采用整體頂梁或者帶回轉(zhuǎn)前梁結(jié)構(gòu)的頂梁，并帶伸縮梁和護(hù)幫板，通風(fēng)斷面大；后排立柱支撐在頂梁與四連桿機(jī)構(gòu)鉸接點的后端，可適應(yīng)外載集中作用點變化，切頂能力強(qiáng)；底座對底板比壓分布合理，前端比壓小，能適應(yīng)軟底板條件，移架阻力小，有利于順利移架；反向四連桿機(jī)構(gòu)經(jīng)過總體參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，連桿力較小，是一般正向四連桿結(jié)構(gòu)連桿力的50％～70％，支架的機(jī)構(gòu)可靠性高；低位放煤，配套大截深采煤機(jī)，實現(xiàn)工作面“一采一放”追機(jī)作業(yè)，工序緊湊合理，能有效提高開機(jī)率；低位大插板放頂煤支架窗口連續(xù)，不存在脊背損失，同時減少了架后丟浮煤損失，大尾梁擺動，有利于落煤，放煤口調(diào)節(jié)靈活，采出率明顯高于其他架型。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

25液壓支架選型－放頂煤液壓支架主流架型及分析3綜采放頂煤工作面液壓支架選型－放頂煤液壓支架主流架型及分析ZFH12000/23/35型四柱反四連桿低位放頂煤液壓支架與中位和低位小插板放頂煤支架的對比穩(wěn)定性有其寬形反向四連桿結(jié)構(gòu)保證了支架的縱向穩(wěn)定性，梁端距穩(wěn)定。對底板比壓底座比壓分布較均勻，一般前端略小，后端較大的倒梯形分布，支架升降時對底板比壓變化很小，支架移架順利。放煤作業(yè)空間工作空間大，便于發(fā)揮設(shè)備能力和放頂煤作業(yè)，便于設(shè)備的檢修和事故處理。支架重量與同參數(shù)、同強(qiáng)度可靠性的中位放頂煤支架相比，減少5～10％。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

26液壓支架選型－放頂煤液壓支架主流架型及分析3綜采放頂煤工作面3.2.5采煤機(jī)選型采煤機(jī)選型應(yīng)依據(jù)煤層賦存條件和工作面參數(shù)，生產(chǎn)能力能夠達(dá)到工作面設(shè)計能力的要求，并滿足與刮板運輸機(jī)、液壓支架相配套。選擇采煤機(jī)時，根據(jù)采高、截深、牽引速度和功率進(jìn)行選型，同時采煤機(jī)應(yīng)能滿足并實現(xiàn)工作面兩端斜切進(jìn)刀自開缺口的要求。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

273.2.5采煤機(jī)選型3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套273.2.4排頭放頂煤液壓支架3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

排頭放頂煤支架與一般放頂煤支架一樣，支架應(yīng)有足夠的工作阻力、頂?shù)米?；有足夠的拉架力、推移力，走得動，還要有合理的結(jié)構(gòu)形式使頂煤放得下來，又有適當(dāng)?shù)木S護(hù)空間。排頭放頂煤支架的設(shè)計與工作面中間支架相比難度較大，其一是工作面兩端為輸送機(jī)的機(jī)頭和機(jī)尾，它們位置較高，要想把頂煤放在輸送機(jī)槽內(nèi)，要求支架后部空間特別大，一般比較難以滿足，其二是兩端頭位于工作面與上、下順槽的交叉口，空頂面積較大，頂板比較難以維護(hù)，要求支架的穩(wěn)定性好。

283.2.4排頭放頂煤液壓支架3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配1)排頭放頂煤支架的特點

排頭放頂煤支架是用于厚煤層綜放工作面兩端的支護(hù)設(shè)備，用它支護(hù)和管理輸送機(jī)機(jī)頭機(jī)尾區(qū)域頂板，冒落頂煤、隔離采空區(qū)，并能自動移置和推拉輸送機(jī)。其特點為：工作面兩端部是進(jìn)出工作面內(nèi)部的必經(jīng)之路，所需支護(hù)面積較大，要求支架具有較強(qiáng)的支護(hù)力和較高的可靠性，當(dāng)沿空掘巷時支架的支護(hù)能力更應(yīng)加強(qiáng)；工作面兩端部設(shè)備多、體積大、空間緊張，要求盡量壓縮支架立柱及穩(wěn)定機(jī)構(gòu)等占用空間，加大前、后輸送機(jī)機(jī)頭(尾)安裝及工作空間；放頂煤排頭支架工作時，一般尾梁處在較高位置(與水平線夾角較小)，垮落的頂煤作用在尾梁上，對支架形成了較大的附加外載，并增大了移架阻力，因此在確定支架工作阻力及移架力時應(yīng)充分考慮尾梁附加外載的影響；由于前、后輸送機(jī)機(jī)頭(尾)較重，受結(jié)構(gòu)限制支架頂梁較長，底座較短，造成底座前端的底板比壓較大，因此要求支架具有可靠的推移機(jī)構(gòu)及足夠的推移力；通常放頂煤排頭支架處的工作順序為先推溜、后移架(即滯后支護(hù))。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

291)排頭放頂煤支架的特點3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套292)排頭放頂煤支架的主要技術(shù)參數(shù)工作阻力。放頂煤排頭支架工作阻力的大小，可依據(jù)與之配套的工作面支架的工作阻力及端頭支護(hù)方式來確定。在不配用端頭支架的放頂煤工作面，作為整個工作面的排頭支架，對整個工作面起錨固作用，支架工作狀況惡劣，受力復(fù)雜，此時放頂煤排頭支架工作阻力應(yīng)高于工作面支架工作阻力。在配用端頭支架的綜采放頂煤工作面，一般排頭支架均可放煤，放煤后支架受力狀況與工作面支架基本相同，此時排頭支架工作阻力可與工作面支架工作阻力相同。調(diào)高范圍。放頂煤排頭支架最大高度可依據(jù)巷道、端頭支架、工作面支架的高度確定。由于輸送機(jī)過渡段設(shè)備升高，一般放頂煤排頭支架最大高度不小于工作面支架高度，但也不大于端頭支架高度。放頂煤排頭支架最小高度的確定原則與工作面支架相同，以能方便運輸為準(zhǔn)。移架及推拉溜力。一般放頂煤排頭支架架體都大于工作面支架，底座前端比壓也比工作面支架要大，移架時阻力較大，需較大移架力。另外，輸送機(jī)機(jī)頭(尾)的重量也較大，需較大推(拉)溜力。一般應(yīng)采用正推式推移機(jī)構(gòu)，移架力應(yīng)大于3倍的支架重量，推溜力應(yīng)大于1.5倍移架力。拉后溜力也應(yīng)大于中部架拉后溜力。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

302)排頭放頂煤支架的主要技術(shù)參數(shù)3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配3)排頭放頂煤液壓支架的設(shè)計要求為可靠提供安全空間，支架應(yīng)具有較強(qiáng)的支護(hù)能力及較高的可靠性；要有足夠的前、后輸送機(jī)機(jī)頭(尾)安裝及工作空間，并保證足夠的過煤高度，水平方向極限位置最小安全空間應(yīng)大于50mm，支架在工作高度時垂直方向凈空間應(yīng)大于電機(jī)直徑；應(yīng)留有必要的行人空間；盡量壓縮頂梁長度，減少控頂面積并增大頂梁前端承載能力；要有可靠的推移機(jī)構(gòu)及足夠的推移力；應(yīng)能與工作面放頂煤支架平穩(wěn)過渡，避免或減少側(cè)向竄矸；不配用排頭支架尺寸，應(yīng)有利于轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾工作空間的維護(hù)；配用排頭支架時，應(yīng)協(xié)調(diào)好與端頭支架的相應(yīng)關(guān)系；通常應(yīng)帶有防倒、防滑裝置；一般應(yīng)具有高效可靠的放煤機(jī)構(gòu)(當(dāng)配套和工藝不要求在排頭支架處放煤時，也可不設(shè)放煤機(jī)構(gòu))；排頭支架處通常為不及時支護(hù)，因此排頭支架的頂梁(或前梁)宜帶伸縮梁；一般放煤排頭支架的穩(wěn)定機(jī)構(gòu)為窄形結(jié)構(gòu)，該穩(wěn)定機(jī)構(gòu)應(yīng)采取必要的加強(qiáng)措施；所用的架型、立柱千斤頂和液壓元件等應(yīng)盡量與基本支架采用的相同。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

313)排頭放頂煤液壓支架的設(shè)計要求3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套4)排頭放頂煤液壓支架架型及放煤機(jī)構(gòu)依據(jù)支架穩(wěn)定機(jī)構(gòu)形式，可將排頭放頂煤液壓支架分為反四連桿式及單擺桿式2種。依據(jù)尾梁支撐形式，可將排頭放頂煤液壓支架分為懸伸尾梁式、兩級懸伸尾梁式、托梁式及輔助支撐式4種。依據(jù)支架放煤口及放煤機(jī)構(gòu)形式，可將排頭放頂煤液壓支架分為天窗式和插板式2種。組合后，使用較多的有以下幾種架型：(1)反四連桿輔助支撐天窗式；(2)反四連桿托梁天窗式；(3)反四連桿懸伸尾梁插板式；(4)反四連桿兩級懸伸尾梁插板式；(5)單擺桿懸伸尾梁插板式。應(yīng)根據(jù)工作面支架結(jié)構(gòu)型式、工作阻力、調(diào)高范圍、頂煤破碎程度及壓力大小等條件選擇排頭放頂煤液壓支架架型。通常為便于設(shè)備配套及生產(chǎn)管理，排頭放頂煤液壓支架架型及放煤機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量與工作面支架架型及放煤機(jī)構(gòu)相類似。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

324)排頭放頂煤液壓支架架型及放煤機(jī)構(gòu)3綜采放頂煤工作面的設(shè)備3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

333綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套333.2.5端頭放頂煤液壓支架3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

1）端頭支架架型選擇以往的端頭支架有三種類型：①三架一組；②二架一組(前、后架型式)；③主架一組，付架一組。這幾種架型在不同局礦均有使用，使用效果均不理想，主要是端頭支架重量太重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，移架不順利。興隆莊煤礦結(jié)合自身的地質(zhì)條件及端頭區(qū)的頂?shù)装寰S護(hù)情況，通過調(diào)研、分析研究，確定了端頭支架架型為兩架一組，左右架型式的簡易式端頭支架。343.2.5端頭放頂煤液壓支架3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

圖ZT9800/16/30端頭液壓支架353綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套圖ZT9800/16/303綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

ZT9800/16/30端頭液壓支架主要技術(shù)參數(shù)363綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套ZT9800/16/30端頭液3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

2）端頭支架的組成

端頭支架主要由金屬結(jié)構(gòu)件、執(zhí)行油缸和液壓控制元件三大部分組成。1)主要金屬結(jié)構(gòu)件有：左右前梁、左右前頂梁、左右中頂梁、左右后頂梁、左右掩護(hù)梁、左右連桿、左右后底座、左右中底座、左右前底座等。2)執(zhí)行油缸有：前立柱、后立柱、前架防倒千斤頂、后架防倒千斤頂、底座側(cè)推千斤頂、推移千斤頂。3)液壓控制元件主要有：液壓控制閥、操縱閥、單向鎖、安全閥、截止閥及液壓輔助載元件。3）端頭支架的特點1)該支架型式為：簡易式兩架一組的左右架型式端頭支架。2)端頭支架由兩組單獨支架組成，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、移架方便。3)兩組單獨支架均有四連桿機(jī)構(gòu)，穩(wěn)定水平位移。4)每架最前頂梁帶鉸接前梁，適應(yīng)前端頂板的變化。5)兩架頂梁處設(shè)置四組拉架千斤頂，防止支架拉移時支架歪斜，起穩(wěn)定作用。6)在其中一架底座上，設(shè)置調(diào)底千斤頂，以便調(diào)整底座。373綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套2）端頭支架的組成3）端3.2.6工作面前部刮板輸送機(jī)的選型主要原則是以采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力為基數(shù)，保證工作面運煤能力和運輸設(shè)備的可靠性和耐用性，兼顧設(shè)備啟動、保護(hù)和控制性能。主要有以下幾個方面：運送量應(yīng)與采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力相適應(yīng)，并且有一定備用能力。結(jié)合煤質(zhì)硬度、塊度、運量選擇結(jié)構(gòu)型式（單鏈、雙邊鏈、雙中鏈等）、煤質(zhì)較硬、塊質(zhì)較大時優(yōu)先選用雙邊鏈；煤質(zhì)較軟時可選用單鏈或雙中心鏈。輸送機(jī)溜槽的結(jié)構(gòu)選擇鑄焊結(jié)合高強(qiáng)度溜槽，一般選用封底式。封底式阻力小，主要用于底板較松軟條件。為了配合滾筒采煤機(jī)自開切口，應(yīng)優(yōu)先選用短機(jī)頭和短機(jī)尾，但機(jī)頭架和機(jī)尾架中板的升角不宜過大，以減少通過壓鏈塊時的能耗。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

383.2.6工作面前部刮板輸送機(jī)的選型3綜采放頂煤工作面的3.2.7放頂煤工作面后部刮板輸送機(jī)的選型綜放工作面要實現(xiàn)高產(chǎn)高效，采煤機(jī)割煤和放頂煤工序應(yīng)實現(xiàn)平行作業(yè)，采用一采一放工藝。推拉運輸機(jī)機(jī)頭機(jī)尾必須停機(jī)進(jìn)行，在計算放煤循環(huán)時間時應(yīng)該減去上下端頭作業(yè)時間。放煤能力由放煤口大小和多少來決定，一般可通過調(diào)節(jié)放煤口的多少來調(diào)節(jié)，放煤速度可以通過調(diào)節(jié)放煤口大小及擺動尾梁調(diào)節(jié)。后部刮板運輸機(jī)的運輸能力不小于單位時間放煤能力的1.2~1.5倍。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

393.2.7放頂煤工作面后部刮板輸送機(jī)的選型3綜采放頂煤工3.2.8刮板轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)的選型轉(zhuǎn)載機(jī)的運輸能力應(yīng)大于工作面運輸機(jī)的能力，溜槽寬度或鏈速一般應(yīng)大于工作面運輸機(jī)。轉(zhuǎn)載機(jī)的機(jī)型即機(jī)頭傳動裝置及電動機(jī)和溜槽類型應(yīng)盡量與工作面輸送機(jī)一致，以便于日常維修及配件管理。破碎機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)的能力協(xié)調(diào)適應(yīng)。轉(zhuǎn)載機(jī)及破碎機(jī)為適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面需要，除工作能力應(yīng)滿足工作面需要外，應(yīng)選用可以實現(xiàn)整體自動推移的設(shè)備，配有“MATILDA”裝置或履帶式自移裝置。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

403.2.8刮板轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)的選型3綜采放頂煤工作面的3.2.9乳化液泵和噴霧泵選型

所配泵站的流量滿足支架移架速度的要求。高產(chǎn)高效工作面一般采用環(huán)形供液，即泵站的組合方式為“三泵兩箱”，兩泵工作一泵備用，兩臺泵分別向工作面機(jī)頭和機(jī)尾液壓支架供液。單臺泵流量至少達(dá)到400L/min以上。噴霧泵的流量要滿足支架噴霧、采煤機(jī)噴霧和冷卻、運輸機(jī)冷卻的要求，噴霧泵的工作壓力不低于10MPa，冷卻泵供液壓力在3MPa左右。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

413.2.9乳化液泵和噴霧泵選型3綜采放頂煤工作面的設(shè)備3.2.10可伸縮膠帶輸送機(jī)的選型

膠帶輸送機(jī)帶寬和帶速及其傳動功率的選擇，必須大于轉(zhuǎn)載機(jī)的運輸能力。膠帶輸送機(jī)的單機(jī)許可鋪設(shè)長度要與綜采面的推進(jìn)長度相適應(yīng)，盡量減少鋪設(shè)輸送機(jī)的臺數(shù)。選型要考慮巷道頂板和底板的條件，對于無淋水或底板無滲水、底板無底鼓的巷道，選用H架型落地式可伸縮膠帶輸送機(jī)，否則選用繩架吊掛式。選用抗靜電阻燃高強(qiáng)度膠帶。輸送機(jī)應(yīng)有良好的啟動和工況監(jiān)測監(jiān)控性能。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

423.2.10可伸縮膠帶輸送機(jī)的選型3綜采放頂煤工作面3.3配套實例兗礦年產(chǎn)600萬噸綜放工作面成套設(shè)備平朔高產(chǎn)高效綜放工作面設(shè)備配套陽泉高產(chǎn)高效綜放工作面設(shè)備配套3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

433.3配套實例3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套43主要內(nèi)容

1概況2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套4高效長壁綜放開采的工藝模式5綜放工作面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律6綜放開采提高頂煤回收率技術(shù)7綜放開采的安全控制技術(shù)8綜放開采的發(fā)展趨勢44主要內(nèi)容1概況11.1國外發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)50年代末60年代初，隨著液壓支架制造技術(shù)的發(fā)展，前蘇聯(lián)、法國等國才正式采用放頂煤開采厚煤層，并獲成功；20世紀(jì)70年代初，綜放開采在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了兩種發(fā)展趨勢：一、前蘇聯(lián)、匈牙利等東歐國家，改進(jìn)和完善放頂煤支架，但工作面仍使用一臺刮板輸送機(jī)；二、法國、德國等國，工作面布置兩臺輸送機(jī)。20世紀(jì)80年度初期，世界上有近10個產(chǎn)煤國家采用放頂煤技術(shù)，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，工作面日產(chǎn)達(dá)到2000－2600t，工作面采出率80％－91.9%;

20世紀(jì)90年代以后，由于適合放頂煤開采的資源枯竭、環(huán)保問題等，放頂煤開采在國外遇到了種種障礙，僅法國、俄羅斯等極少數(shù)國家使用放頂煤開采技術(shù)；1概況

451.1國外發(fā)展現(xiàn)狀1概況21.2國內(nèi)發(fā)展階段現(xiàn)狀探索階段（1982－1990年）1982.9，北京開采研究所和沈陽煤研所首次進(jìn)行綜放工作面總體設(shè)計和放頂煤液壓支架設(shè)計，1983年進(jìn)行設(shè)備的加工制造；1984.4，我國第1個60m長的綜放工作面在沈陽礦務(wù)局蒲河礦進(jìn)行緩傾斜長壁綜放開采工業(yè)性試驗；1986.3，在窯街礦務(wù)局二礦進(jìn)行了急傾斜特厚煤層水平分段綜采放頂煤采煤法的工業(yè)性試驗，試驗取得圓滿成功；逐漸成熟階段（1990－1995年）

20世紀(jì)90年代以來，對綜放開采中存在的瓦斯治理、火災(zāi)防治、粉塵治理、提高回收率、全煤巷錨桿支護(hù)等技術(shù)難題進(jìn)行攻關(guān)研究，取得了可喜成果，我國的綜放開采得到了迅速發(fā)展；1994年制定了《綜合機(jī)械化放頂煤開采技術(shù)暫行規(guī)定》，使我國綜放開采技術(shù)走向正軌。技術(shù)成熟和推廣階段（1996年至今）

1概況

461.2國內(nèi)發(fā)展階段現(xiàn)狀1概況3發(fā)展現(xiàn)狀：1概況

表11995年～2000年全國超100萬t/a綜放開采生產(chǎn)指標(biāo)生產(chǎn)指標(biāo)1995年1996年1997年1998年1999年2000年綜放隊數(shù)目/個222627222329總產(chǎn)量/Mt35.6342454430415546305552.5平均年產(chǎn)/Mt1.620163.3164.1188.8201.3191.4最高年產(chǎn)/Mt3.157350.2410.2501.2505.8512.6平均效率/(t·工-1)56.868.471.292.4114.74最高效率/(t·工-1)113.1181.1203.9230.24247數(shù)量比重/%34.036.035.534.432.437.2產(chǎn)量比重/%41.242.441.643.741.342.4注：產(chǎn)量比重指當(dāng)年1Mt/a以上綜放隊產(chǎn)量之和占當(dāng)年所有1Mt/a以上綜采隊產(chǎn)量總和的比例。47發(fā)展現(xiàn)狀：1概況表11995年～2000年全國超10發(fā)展現(xiàn)狀：2001年東灘煤礦綜采隊?wèi)?yīng)用綜放開采技術(shù)，年產(chǎn)量達(dá)5．5Mt。2003年，該隊又創(chuàng)造了工作面年單產(chǎn)6.42Mt、最高月產(chǎn)0.6563Mt的兩項世界新紀(jì)錄。2004年該面年產(chǎn)達(dá)到658.15萬t。2007年，潞安王莊煤礦6203綜放工作面，工業(yè)性試驗期間，最高日產(chǎn)達(dá)到33186t，最高月產(chǎn)達(dá)到63萬t，平均回采工效達(dá)到394t/工，回收率達(dá)到了92.1％。1概況

48發(fā)展現(xiàn)狀：1概況52.1概念：放頂煤采煤法的實質(zhì)，就是在厚煤層沿底部布置一個采高2~3m的長壁工作面，用常規(guī)方法進(jìn)行回采，并利用礦山壓力的作用或輔以松動爆破等方法，使支架上方的頂煤破碎成散體后，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，經(jīng)由刮板輸送機(jī)運出工作面。2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件

圖1綜采放頂煤工作面設(shè)備布置1——采煤機(jī)；2——前輸送機(jī)；3——放頂煤液壓支架；4——后輸送機(jī)；5——平巷膠帶輸送機(jī)；6——配電設(shè)備；7——安全絞車；8——泵站；9——放煤窗口；10——轉(zhuǎn)載破碎機(jī)；A——不充分破碎煤體；B——較充分破碎煤體；C——待放出松散煤體492.1概念：2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件圖1綜采放2.3適應(yīng)綜放開采的采區(qū)（工作面）地質(zhì)條件煤層的賦存條件頂?shù)装逍再|(zhì)地質(zhì)構(gòu)造水文地質(zhì)條件瓦斯自然發(fā)火影響工作面儲量2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件

502.3適應(yīng)綜放開采的采區(qū)（工作面）地質(zhì)條件2放頂煤的概念煤層的賦存條件煤層賦存較穩(wěn)定，煤層厚度以5～10m為宜，煤層傾角0~15°，煤層普氏系數(shù)f≤3頂?shù)装逍再|(zhì)

煤層頂板能隨采隨冒，頂板冒落充填高度至少等于采放高度；煤層底板巖性較硬地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造簡單，無較大煤層起伏及褶曲，無陷落柱、火成巖侵入，斷層落差不大；頂煤中無堅硬較厚夾矸，夾矸單層穩(wěn)定厚度一般不大于300mm2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件

51煤層的賦存條件2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件8水文地質(zhì)條件

地表或上覆巖層在采動影響范圍內(nèi)無水體或重要建筑物瓦斯自然發(fā)火影響綜放工作面除應(yīng)加快工作面推進(jìn)速度外，還應(yīng)采取相應(yīng)的措施，以防止火災(zāi)的發(fā)生工作面儲量

綜放工作面長度一般為150～200m，連續(xù)推進(jìn)長度1000～2700m，工作面地質(zhì)儲量100～300萬t2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件

52水文地質(zhì)條件2放頂煤的概念及其適應(yīng)條件9主要設(shè)備選型及總體配套原則

工作面設(shè)備選型配套實例3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

53主要設(shè)備選型及總體配套原則3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套13.1主要設(shè)備選型及總體配套原則3.1.1設(shè)備配套的主要類型

采用國內(nèi)研制的全套國產(chǎn)新型綜采設(shè)備裝備的綜采工作面，年產(chǎn)300萬~600萬t以上。引進(jìn)部分關(guān)鍵綜采設(shè)備，如電牽引采煤機(jī)、重型刮板輸送機(jī)等，配以國產(chǎn)液壓支架和大運量帶式輸送機(jī)裝備的大功率綜采工作面，年產(chǎn)400萬~800萬t以上。全套引進(jìn)國外大功率綜采設(shè)備裝備的綜采工作面。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

543.1主要設(shè)備選型及總體配套原則3綜采放頂煤工作面的設(shè)備3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

3.1主要設(shè)備選型及總體配套原則3.1.2設(shè)備選型的主要原則綜采設(shè)備的選型。高可靠性，技術(shù)先進(jìn)性提高綜采裝備的配置。保證各零部件生產(chǎn)質(zhì)量，注重外購件的質(zhì)量，選用國際上著名品牌且質(zhì)量過關(guān)的產(chǎn)品綜采成套裝備滿足高產(chǎn)、高效、高回收率的要求，各設(shè)備的生產(chǎn)能力要留有足夠的富裕系數(shù)。各主要設(shè)備的技術(shù)性能要滿足工作面設(shè)計年產(chǎn)量的要求，且相互之間協(xié)調(diào)與配合科學(xué)合理，發(fā)揮最佳的生產(chǎn)效能。采煤機(jī)、運輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮膠帶輸送機(jī)生產(chǎn)能力必須逐漸遞增，形成“喇叭口”狀，支架的推進(jìn)速度必須滿足采煤機(jī)割煤速度的要求。設(shè)計科學(xué)合理的端口支護(hù)，保證工作面快速推進(jìn)。553綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套3.1主要設(shè)備選型及總體配3.2工作面設(shè)備選型3.2.1原則采用技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良，經(jīng)過實踐檢驗的高可靠性裝備。通過合理選型和正確配套，保證整個系統(tǒng)的性能協(xié)調(diào)和可靠。提高綜采設(shè)備的配套能力與生產(chǎn)協(xié)調(diào)性。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

563.2工作面設(shè)備選型3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套133.2工作面設(shè)備選型3.2.2液壓支架選型

液壓支架支護(hù)強(qiáng)度的確定保證對工作面頂板實現(xiàn)有效控制，又要滿足回采工藝的各種要求。1）常見的頂板運動類型考慮回采工藝、頂板運動和來壓特征可以將頂板運動分為5類：類型A：中厚煤層開采，直接頂為不穩(wěn)定頂板，支架載荷主要由基本頂?shù)募墑e和運動特征決定，直接頂主要作為傳力介質(zhì)，并將自重作用于支架。類型B：中厚煤層開采，直接頂中等穩(wěn)定和穩(wěn)定，在與支架相互作用中具有不同的回轉(zhuǎn)趨向，同時傳遞Ⅱ級和Ⅲ級基本頂形成的周期載荷。類型C：中厚煤層開采，非常穩(wěn)定的直接頂和Ⅳ級基本頂形成的劇烈載荷。類型D：厚煤層采用放頂煤開采。采用放頂煤開采由于支架直接面對頂煤，頂煤在回采過程中要求最大限度地放出。類型E：淺埋深煤層開采。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

573.2工作面設(shè)備選型3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套143.2工作面設(shè)備選型3.2.2液壓支架選型

液壓支架支護(hù)強(qiáng)度的確定類型A頂板所需支護(hù)強(qiáng)度計算由直接頂重量和基本頂來壓時引起地控頂區(qū)下沉導(dǎo)致地載荷增量組成。類型B頂板所需支護(hù)強(qiáng)度計算3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

583.2工作面設(shè)備選型3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套153綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

類型C頂板所需支護(hù)強(qiáng)度計算類型D頂板所需支護(hù)強(qiáng)度計算類型E頂板所需支護(hù)強(qiáng)度計算593綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套類型C頂板所需支護(hù)強(qiáng)度計算3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

液壓支架支護(hù)強(qiáng)度的確定

（1）按采場直接頂（含頂煤）為具有一定剛度的可變形介質(zhì)時計算圖1直接頂為松散介質(zhì)時給定變形壓力分布當(dāng)采場直接頂為中間型剛度時，基本頂?shù)慕o定變形主要是由直接頂?shù)淖冃魏椭Ъ艿淖冃蝸沓袚?dān)，支架的載荷包括兩部分，即支架上方直接頂?shù)闹亓亢突卷斀o定變形作用于直接頂而產(chǎn)生的給定變形壓力。603綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套液壓支架支護(hù)強(qiáng)度的確定（1）3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

（1）按采場直接頂（含頂煤）為具有一定剛度的可變形介質(zhì)時計算的支架最大支護(hù)強(qiáng)度

613綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套（1）按采場直接頂（含頂煤）為3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

（2）根據(jù)采場頂板分類確定支架支護(hù)強(qiáng)度工作面頂板為Ⅲ級2類頂板。根據(jù)采場圍巖分類，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級基本頂?shù)念~定支護(hù)強(qiáng)度下限按下式計算：式中：Ps為額定支護(hù)強(qiáng)度下限，kPa；Bc為控頂寬（其值為梁端距加上頂梁長度），m；hm為煤層采高，m；Lp為老頂周期來壓步距，m；N為直接頂充填系數(shù)。623綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套（2）根據(jù)采場頂板分類確定支架3.2.2液壓支架選型－液壓支架額定工作阻力確定工作面支護(hù)強(qiáng)度確定以后，支架工作阻力值主要取決于支護(hù)頂板的控頂面積。支架控頂面積主要與工作面“三機(jī)”配套設(shè)備的斷面縱向尺寸有關(guān)；工作面“三機(jī)”配套設(shè)備的斷面縱向尺寸在采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)定型配套后才能準(zhǔn)確確定。F——額定工作阻力；

P——首采區(qū)工作面額定支護(hù)強(qiáng)度；

L——支架中心距；——控頂距，包括支架頂梁長度和梁端距離；——支撐效率。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

633.2.2液壓支架選型－液壓支架額定工作阻力確定3綜采放3.2.2液壓支架選型－支架架型確定液壓支架架型的確定必須與礦山地質(zhì)條件相適應(yīng)，與工作面其他設(shè)備相配套，與回采工藝相配合，并且滿足安全高效生產(chǎn)的要求。液壓支架選型不僅包括支架的架型及額定支護(hù)強(qiáng)度、工作阻力，而且設(shè)計到頂梁、護(hù)幫、底座、側(cè)推、防倒防滑等主要部件的選型及參數(shù)確定。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

643.2.2液壓支架選型－支架架型確定3綜采放頂煤工作面的3.2.2液壓支架選型－支架架型確定的流程根據(jù)采煤方法論證結(jié)果確定采煤方法；根據(jù)頂板巖（煤層）石力學(xué)性質(zhì)、厚度及巖層結(jié)構(gòu)和弱面發(fā)育程度確定直接頂（煤層）類型；根據(jù)基本頂巖石力學(xué)特性及礦壓顯現(xiàn)特性確定其級別；根據(jù)底板巖性及底板抗壓入強(qiáng)度和剛度確定底板類型；根據(jù)礦壓實測數(shù)據(jù)計算額定工作阻力或根據(jù)采高、控頂距離及來壓步距估算支架支護(hù)強(qiáng)度；根據(jù)頂?shù)装孱愋汀⒓墑e初選支架額定工作阻力和支架架型；考慮工作面風(fēng)量，行人斷面，煤層傾角修正支架架型和參數(shù)；考慮煤壁片幫條件確定頂梁及護(hù)幫機(jī)構(gòu)。

除以上常見條件外，還要考慮如下特殊因素：上下部采動條件；相鄰區(qū)段或兩側(cè)開采條件；地質(zhì)構(gòu)造、斷層、褶曲等分布和參數(shù)；開采深度的影響；頂?shù)装搴?綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

653.2.2液壓支架選型－支架架型確定的流程3綜采放頂煤工3.2.2液壓支架選型－放頂煤液壓支架架型發(fā)展趨勢主導(dǎo)架型有正四連桿四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架、反向四連桿四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架和單擺桿四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架。開發(fā)研制新型兩柱掩護(hù)式放頂煤支架放頂煤液壓支架架型發(fā)展的新趨勢：①大采高放頂煤液壓支架，最大高度3.8~4.5m以上的兩柱式放頂煤支架和四柱式放頂煤支架；②強(qiáng)力放頂煤液壓支架，工作阻力10000~15000kN的大工作阻力支架，適應(yīng)硬煤和特厚煤層大放采比放頂煤工藝要求的支架；③分體組合式直線型輕型放頂煤液壓支架，一種適應(yīng)中小煤礦和邊角煤回收的多用途支架。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

663.2.2液壓支架選型－放頂煤液壓支架架型發(fā)展趨勢3綜采液壓支架選型－放頂煤液壓支架主流架型及分析ZFY6800/18/35兩柱放頂煤液壓支架主要特點支架采用整頂梁和挑梁結(jié)構(gòu)，頂梁前端支護(hù)力大，有利于保持梁端頂板的完整，防止冒頂，挑梁采用小四連桿機(jī)構(gòu)連接，挑梁上挑角度大，挑梁收回平；單排立柱，操作簡單，移架快速，提高生產(chǎn)效率；支架采取雙前連桿，單后連桿結(jié)構(gòu)，支架穩(wěn)定性好，可靠性高；雙側(cè)活動側(cè)護(hù)板，靈活方便，適應(yīng)性強(qiáng)；底座為分體式剛性底座，底座上有抬底機(jī)構(gòu)。抬底機(jī)構(gòu)可整體拆卸。在相同配套尺寸條件下，此支架比四柱支掩式支架頂梁長度減小約600mm；減小了支護(hù)面積，可以以較小的工作阻力達(dá)到要求的支護(hù)強(qiáng)度；支架選用電液控制系統(tǒng)，立柱配雙安全閥，配備快速回液閥，提高了移架速度。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

67液壓支架選型－放頂煤液壓支架主流架型及分析3綜采放頂煤工作面液壓支架選型－放頂煤液壓支架主流架型及分析ZFH12000/23/35型四柱反四連桿低位放頂煤液壓支架結(jié)構(gòu)和性能特點采用雙前連桿和單后連桿結(jié)構(gòu)的寬形反向四連桿機(jī)構(gòu)，布置在前后立柱之間，提高了支架的抗偏載能力和整體穩(wěn)定性；大插板式尾梁放煤機(jī)構(gòu)，其尾梁千斤頂可雙位安裝，既可支設(shè)在頂梁上，也可支設(shè)在底座上；支架采用整體頂梁或者帶回轉(zhuǎn)前梁結(jié)構(gòu)的頂梁，并帶伸縮梁和護(hù)幫板，通風(fēng)斷面大；后排立柱支撐在頂梁與四連桿機(jī)構(gòu)鉸接點的后端，可適應(yīng)外載集中作用點變化，切頂能力強(qiáng)；底座對底板比壓分布合理，前端比壓小，能適應(yīng)軟底板條件，移架阻力小，有利于順利移架；反向四連桿機(jī)構(gòu)經(jīng)過總體參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，連桿力較小，是一般正向四連桿結(jié)構(gòu)連桿力的50％～70％，支架的機(jī)構(gòu)可靠性高；低位放煤，配套大截深采煤機(jī)，實現(xiàn)工作面“一采一放”追機(jī)作業(yè)，工序緊湊合理，能有效提高開機(jī)率；低位大插板放頂煤支架窗口連續(xù)，不存在脊背損失，同時減少了架后丟浮煤損失，大尾梁擺動，有利于落煤，放煤口調(diào)節(jié)靈活，采出率明顯高于其他架型。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

68液壓支架選型－放頂煤液壓支架主流架型及分析3綜采放頂煤工作面液壓支架選型－放頂煤液壓支架主流架型及分析ZFH12000/23/35型四柱反四連桿低位放頂煤液壓支架與中位和低位小插板放頂煤支架的對比穩(wěn)定性有其寬形反向四連桿結(jié)構(gòu)保證了支架的縱向穩(wěn)定性，梁端距穩(wěn)定。對底板比壓底座比壓分布較均勻，一般前端略小，后端較大的倒梯形分布，支架升降時對底板比壓變化很小，支架移架順利。放煤作業(yè)空間工作空間大，便于發(fā)揮設(shè)備能力和放頂煤作業(yè)，便于設(shè)備的檢修和事故處理。支架重量與同參數(shù)、同強(qiáng)度可靠性的中位放頂煤支架相比，減少5～10％。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

69液壓支架選型－放頂煤液壓支架主流架型及分析3綜采放頂煤工作面3.2.5采煤機(jī)選型采煤機(jī)選型應(yīng)依據(jù)煤層賦存條件和工作面參數(shù)，生產(chǎn)能力能夠達(dá)到工作面設(shè)計能力的要求，并滿足與刮板運輸機(jī)、液壓支架相配套。選擇采煤機(jī)時，根據(jù)采高、截深、牽引速度和功率進(jìn)行選型，同時采煤機(jī)應(yīng)能滿足并實現(xiàn)工作面兩端斜切進(jìn)刀自開缺口的要求。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

703.2.5采煤機(jī)選型3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套273.2.4排頭放頂煤液壓支架3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

排頭放頂煤支架與一般放頂煤支架一樣，支架應(yīng)有足夠的工作阻力、頂?shù)米?；有足夠的拉架力、推移力，走得動，還要有合理的結(jié)構(gòu)形式使頂煤放得下來，又有適當(dāng)?shù)木S護(hù)空間。排頭放頂煤支架的設(shè)計與工作面中間支架相比難度較大，其一是工作面兩端為輸送機(jī)的機(jī)頭和機(jī)尾，它們位置較高，要想把頂煤放在輸送機(jī)槽內(nèi)，要求支架后部空間特別大，一般比較難以滿足，其二是兩端頭位于工作面與上、下順槽的交叉口，空頂面積較大，頂板比較難以維護(hù)，要求支架的穩(wěn)定性好。

713.2.4排頭放頂煤液壓支架3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配1)排頭放頂煤支架的特點

排頭放頂煤支架是用于厚煤層綜放工作面兩端的支護(hù)設(shè)備，用它支護(hù)和管理輸送機(jī)機(jī)頭機(jī)尾區(qū)域頂板，冒落頂煤、隔離采空區(qū)，并能自動移置和推拉輸送機(jī)。其特點為：工作面兩端部是進(jìn)出工作面內(nèi)部的必經(jīng)之路，所需支護(hù)面積較大，要求支架具有較強(qiáng)的支護(hù)力和較高的可靠性，當(dāng)沿空掘巷時支架的支護(hù)能力更應(yīng)加強(qiáng)；工作面兩端部設(shè)備多、體積大、空間緊張，要求盡量壓縮支架立柱及穩(wěn)定機(jī)構(gòu)等占用空間，加大前、后輸送機(jī)機(jī)頭(尾)安裝及工作空間；放頂煤排頭支架工作時，一般尾梁處在較高位置(與水平線夾角較小)，垮落的頂煤作用在尾梁上，對支架形成了較大的附加外載，并增大了移架阻力，因此在確定支架工作阻力及移架力時應(yīng)充分考慮尾梁附加外載的影響；由于前、后輸送機(jī)機(jī)頭(尾)較重，受結(jié)構(gòu)限制支架頂梁較長，底座較短，造成底座前端的底板比壓較大，因此要求支架具有可靠的推移機(jī)構(gòu)及足夠的推移力；通常放頂煤排頭支架處的工作順序為先推溜、后移架(即滯后支護(hù))。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

721)排頭放頂煤支架的特點3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套292)排頭放頂煤支架的主要技術(shù)參數(shù)工作阻力。放頂煤排頭支架工作阻力的大小，可依據(jù)與之配套的工作面支架的工作阻力及端頭支護(hù)方式來確定。在不配用端頭支架的放頂煤工作面，作為整個工作面的排頭支架，對整個工作面起錨固作用，支架工作狀況惡劣，受力復(fù)雜，此時放頂煤排頭支架工作阻力應(yīng)高于工作面支架工作阻力。在配用端頭支架的綜采放頂煤工作面，一般排頭支架均可放煤，放煤后支架受力狀況與工作面支架基本相同，此時排頭支架工作阻力可與工作面支架工作阻力相同。調(diào)高范圍。放頂煤排頭支架最大高度可依據(jù)巷道、端頭支架、工作面支架的高度確定。由于輸送機(jī)過渡段設(shè)備升高，一般放頂煤排頭支架最大高度不小于工作面支架高度，但也不大于端頭支架高度。放頂煤排頭支架最小高度的確定原則與工作面支架相同，以能方便運輸為準(zhǔn)。移架及推拉溜力。一般放頂煤排頭支架架體都大于工作面支架，底座前端比壓也比工作面支架要大，移架時阻力較大，需較大移架力。另外，輸送機(jī)機(jī)頭(尾)的重量也較大，需較大推(拉)溜力。一般應(yīng)采用正推式推移機(jī)構(gòu)，移架力應(yīng)大于3倍的支架重量，推溜力應(yīng)大于1.5倍移架力。拉后溜力也應(yīng)大于中部架拉后溜力。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

732)排頭放頂煤支架的主要技術(shù)參數(shù)3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配3)排頭放頂煤液壓支架的設(shè)計要求為可靠提供安全空間，支架應(yīng)具有較強(qiáng)的支護(hù)能力及較高的可靠性；要有足夠的前、后輸送機(jī)機(jī)頭(尾)安裝及工作空間，并保證足夠的過煤高度，水平方向極限位置最小安全空間應(yīng)大于50mm，支架在工作高度時垂直方向凈空間應(yīng)大于電機(jī)直徑；應(yīng)留有必要的行人空間；盡量壓縮頂梁長度，減少控頂面積并增大頂梁前端承載能力；要有可靠的推移機(jī)構(gòu)及足夠的推移力；應(yīng)能與工作面放頂煤支架平穩(wěn)過渡，避免或減少側(cè)向竄矸；不配用排頭支架尺寸，應(yīng)有利于轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾工作空間的維護(hù)；配用排頭支架時，應(yīng)協(xié)調(diào)好與端頭支架的相應(yīng)關(guān)系；通常應(yīng)帶有防倒、防滑裝置；一般應(yīng)具有高效可靠的放煤機(jī)構(gòu)(當(dāng)配套和工藝不要求在排頭支架處放煤時，也可不設(shè)放煤機(jī)構(gòu))；排頭支架處通常為不及時支護(hù)，因此排頭支架的頂梁(或前梁)宜帶伸縮梁；一般放煤排頭支架的穩(wěn)定機(jī)構(gòu)為窄形結(jié)構(gòu)，該穩(wěn)定機(jī)構(gòu)應(yīng)采取必要的加強(qiáng)措施；所用的架型、立柱千斤頂和液壓元件等應(yīng)盡量與基本支架采用的相同。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

743)排頭放頂煤液壓支架的設(shè)計要求3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套4)排頭放頂煤液壓支架架型及放煤機(jī)構(gòu)依據(jù)支架穩(wěn)定機(jī)構(gòu)形式，可將排頭放頂煤液壓支架分為反四連桿式及單擺桿式2種。依據(jù)尾梁支撐形式，可將排頭放頂煤液壓支架分為懸伸尾梁式、兩級懸伸尾梁式、托梁式及輔助支撐式4種。依據(jù)支架放煤口及放煤機(jī)構(gòu)形式，可將排頭放頂煤液壓支架分為天窗式和插板式2種。組合后，使用較多的有以下幾種架型：(1)反四連桿輔助支撐天窗式；(2)反四連桿托梁天窗式；(3)反四連桿懸伸尾梁插板式；(4)反四連桿兩級懸伸尾梁插板式；(5)單擺桿懸伸尾梁插板式。應(yīng)根據(jù)工作面支架結(jié)構(gòu)型式、工作阻力、調(diào)高范圍、頂煤破碎程度及壓力大小等條件選擇排頭放頂煤液壓支架架型。通常為便于設(shè)備配套及生產(chǎn)管理，排頭放頂煤液壓支架架型及放煤機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量與工作面支架架型及放煤機(jī)構(gòu)相類似。3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

754)排頭放頂煤液壓支架架型及放煤機(jī)構(gòu)3綜采放頂煤工作面的設(shè)備3綜采放頂煤工作面的設(shè)備配套

763綜采放頂煤工作面的設(shè)備配