充填開采液壓支架設(shè)計(jì)0518

充填開采液壓支架設(shè)計(jì)研究主講人：畢錦明目錄充填開采的意義充填開采的發(fā)展充填開采的分類充填開采必須解決的三個(gè)問(wèn)題綜合機(jī)械化充填開采液壓支架工程實(shí)踐與應(yīng)用效果分體式高水液壓支架一、充填開采的意義好的方面1、實(shí)現(xiàn)綠色開采

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

地面塌陷矸石山污染環(huán)境一、充填開采的意義好的方面

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

充填開采的意義重大，可實(shí)現(xiàn)綠色開采，可增加開采的安全性能，可擴(kuò)展開采儲(chǔ)量。充填采煤控制頂板一、充填開采的意義負(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，

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、充填開采的發(fā)展國(guó)外充填開采起源于金屬礦山，1915年澳大利亞的塔斯馬尼亞特萊爾礦和北萊爾礦應(yīng)用廢石充填。

20世紀(jì)50年代，波蘭開始應(yīng)用于煤礦，采用水砂充填。1979年德國(guó)格倫德鉛鋅礦實(shí)現(xiàn)礦山尾砂充填。1991年德國(guó)魯爾煤炭公司沃爾薩姆煤礦進(jìn)行膏體長(zhǎng)壁工作面的充填試采。二、充填開采的發(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、充填開采的分類1、作業(yè)形式分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、充填開采的分類2）工作面充填

現(xiàn)在煤礦工作面陸續(xù)開始使用，都取得了不同的效果。三、充填開采的分類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)4—6萬(wàn)噸；解決矸石及粉煤灰等廢物的利用。三、充填開采的分類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；充填成本相對(duì)較高；生產(chǎn)效率低；月產(chǎn)2—3萬(wàn)噸解決矸石及粉煤灰等廢物利用。三、充填開采的分類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。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)3—5萬(wàn)噸不能解決矸石及粉煤灰等廢物的利用。三、充填開采的分類三種方式比較：共同點(diǎn)：充填介質(zhì)都能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化運(yùn)輸，為充填開采實(shí)現(xiàn)綜合化開采創(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、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有從理論上給出解釋，都在實(shí)踐中。特別是在充填開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，否則充填開采就是不成功。1）煤的埋深2）采高3）地質(zhì)構(gòu)造4）充填的密實(shí)性5）充填的及時(shí)性影響因素：四、充填開采必須解決的三個(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，沒有產(chǎn)量就沒有生命力，就失去了意義。3、控制成本

充填開采增加的成本，應(yīng)在利潤(rùn)范圍內(nèi)，否則，充填也就失去了價(jià)值。五、充填開采裝備

充填開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、充填開采裝備液壓支架：

要解決充填開采中的三個(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)械化充填開采，在綜合機(jī)械化充填開采中，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：滿足正常的三機(jī)配套開采條件。

中部：人員操作和行走空間，前部的開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、視野開闊。

后部：滿足采空區(qū)的充填要求，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

足充填的要求，一臺(tái)支架同時(shí)實(shí)現(xiàn)開采、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、充填開采裝備2）主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：①充填支架后部要提供充填機(jī)構(gòu)工作時(shí)所需的空間。充填液壓支架后部需要安裝充填物料輸送機(jī)，應(yīng)有保證物料輸送機(jī)能夠正常工作和檢修的空間，還必須提供物料輸送機(jī)與夯實(shí)機(jī)構(gòu)工作時(shí)所需空間，而且物料輸送機(jī)懸掛高度盡可能提高。②充填支架尾梁（或后頂梁）必須有足夠的強(qiáng)度。由于充填支架比普通支架增加尾梁后部結(jié)構(gòu)，支架的控頂范圍大，頂板對(duì)支架特別是對(duì)尾梁的壓力比較大，尾梁下還需懸掛物料輸送機(jī)。因此尾梁必須有足夠的強(qiáng)度，以滿足工作要求。五、充填開采裝備③需要安設(shè)可調(diào)整充填物料輸送機(jī)距離的設(shè)備。按照充填開采工藝要求，需在支架尾梁下部設(shè)計(jì)滑道，使充填物料輸送機(jī)能夠在伸縮機(jī)構(gòu)的作用下在支架尾梁下部滑動(dòng)，滑道長(zhǎng)度為采煤機(jī)的一個(gè)截深。④物料充填支架要有夯實(shí)機(jī)構(gòu)。由于矸石與粉煤灰等充填物料在松散狀態(tài)下的可壓縮量較大，為使充填達(dá)到一定的密度取得好的充填效果，以減少頂板來(lái)壓時(shí)的下沉量，支架上需設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)構(gòu)也就是夯實(shí)機(jī)構(gòu)，能將矸石與粉煤灰盡可能的充滿與夯實(shí)，尤其是尾梁與充填物料輸送機(jī)之間的空間必須盡量充滿。⑤充填支架結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)。主要是可靠性和穩(wěn)定性的要求?？煽啃灾饕獮楣ぷ髯枇?、性能參數(shù)和工作原理上的要求，與普通支架差別不大。穩(wěn)定性要求除具備普遍支架的穩(wěn)定性要求外，要特別強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：由于充填支架比正常綜采面液壓支架增加了后部工作部分，包括尾梁、充填物料輸送機(jī)和夯實(shí)機(jī)構(gòu)，因此，可能出現(xiàn)支架頭輕尾重，造成支架后仰和移架困難等現(xiàn)象，故在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮充填支架的穩(wěn)定性。五、充填開采裝備3）支架的架型確定及支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算①支架高度的確定。

根據(jù)開采高度確定

②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。

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。③支護(hù)強(qiáng)度的確定ⅰ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－10.24N－62.1

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=qLBK

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，0.85~0.95；

a—支架頂梁前端至煤壁的平均距離；L=a+Lm；五、充填開采裝備ⅱ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=KMγ×10

式中：K—頂板巖石厚度；M—采高；γ—頂板巖石密度，2.5t/m3；支架載荷：R=qF×10kN

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/η

式中，η為支架的支撐效率，取0.9

五、充填開采裝備ⅲ

在不小于類似地質(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?？梢愿鶕?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)備情況，五、充填開采裝備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、充填開采裝備ZZC6700/16/32型四柱支撐掩護(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；

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

上開有卸料孔，由液壓千斤頂開啟或關(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)?/p>

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)煞N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

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，再開啟上一個(gè)卸料孔，隨之啟動(dòng)夯實(shí)機(jī)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）產(chǎn)量7606充填開采試驗(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

礦用鐵路沿線最大下沉值為16mm，基本上還沒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充填開采工作面開采完畢后，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”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足以下性能要求：

前部滿足正常的綜合機(jī)械化開采；

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

①支架高度

最高采高5米

②支架支護(hù)強(qiáng)度0.7MPa左右

③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

④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(前后置兩架一組)

工作阻力12400kN（P=38MPa）

高度3000～5000mm

寬度1430～1600mm

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ZC12400/30/5