液壓支架選型配套PPT課件

1、2011.8,第1頁,液壓支架設(shè)計研究所,液壓支架選型和配套,2011.8,第2頁,提 綱,一、綜采設(shè)備選型配套原則,二、液壓支架的設(shè)計選型,三、綜采工作面設(shè)備配套,2011.8,第3頁,工作面“三機”選型包括液壓支架、采煤機和刮板輸送機的選型。其中，液壓支架的選型是核心，采煤機和刮板輸送機的選型是實現(xiàn)工作面能力的保證,一、綜采設(shè)備選型配套原則,1技術(shù)上先進可行； 滿足目標(biāo)產(chǎn)量要求； 配套優(yōu)化合理； 設(shè)備可靠、穩(wěn)定、協(xié)調(diào),2011.8,第4頁,1.選型原則,二、液壓支架的設(shè)計選型,影響選型的主要因素有頂板和底板巖性,煤層可采厚度,煤層傾角,煤層瓦斯含量等。 支架設(shè)計遵循五個原則： 支護強度與工

2、作面礦壓相適應(yīng)； 支架架型結(jié)構(gòu)與煤層賦存條件相適應(yīng)； 底板的比壓和底板的抗壓強度相適應(yīng)； 支架通風(fēng)斷面與工作面通風(fēng)要求相適應(yīng)； 支架與采煤機、輸送機等設(shè)備相匹配,2011.8,第5頁,2.采場圍巖,二、液壓支架的設(shè)計選型,采場圍巖： 煤層上方的頂板(偽頂、直接頂、基本頂) 煤層下方的直接底板 它的力學(xué)和運動特征對工作面支護選型和支護參數(shù)選擇至關(guān)重要,2011.8,第6頁,2.1 頂板分類,二、液壓支架的設(shè)計選型,煤炭行業(yè)標(biāo)準MT554-1996緩傾斜煤層采煤工作面頂板分類 直接頂穩(wěn)定性分類：對直接頂?shù)姆€(wěn)定性評價，是支架結(jié)構(gòu)和支護參數(shù)選擇的首要依據(jù)。直接頂分類的基本指標(biāo)是平均直接頂初次垮落距,2

3、011.8,第7頁,2.1 頂板分類,二、液壓支架的設(shè)計選型,2011.8,第8頁,2.1 頂板分類,二、液壓支架的設(shè)計選型,基本頂壓力顯現(xiàn)分級：基本頂?shù)姆旨壷笜?biāo)是基本頂初次來壓當(dāng)量，其值由基本頂初次來壓步距，直接頂充填系數(shù)N和煤層采高確定,2011.8,第9頁,2.2 底板分類,二、液壓支架的設(shè)計選型,煤炭行業(yè)標(biāo)準MT553-1996緩傾斜煤層采煤工作面底板分類 工作面底板分類的基本指標(biāo)是指底板允許的載荷強度為計算標(biāo)準。底板分類的輔助指標(biāo)是指允許底板剛度，參考指標(biāo)是指允許底板單向抗壓強度,2011.8,第10頁,2.2 底板分類,二、液壓支架的設(shè)計選型,2011.8,第11頁,2.3 支架圍

4、巖相互作用機理,二、液壓支架的設(shè)計選型,支架圍巖相互關(guān)系是支架選型的依據(jù)。一是尋求支架合理的支護強度，對頂板進行有效控制，二是尋求有效的支架結(jié)構(gòu)形式達到維護頂板的目的，保證工作面不片幫，不冒頂，維護工作面安全。 工作面支架是控制采場礦山壓力的一個基本手段?；夭晒ぷ髅嬷Ъ鼙仨毦邆湟韵聨讉€特征。一是必須具備一定的可伸縮性（讓壓性）；二是必須具有良好的支撐性能；三是必須具有良好的防護性能。支架結(jié)構(gòu)及其性能的設(shè)計必須符合回采工作面圍巖運動規(guī)律，只有這樣才能使支護結(jié)構(gòu)設(shè)計既經(jīng)濟又合理,2011.8,第12頁,2.3 支架圍巖相互作用機理,二、液壓支架的設(shè)計選型,綜放采場“支架-圍巖”結(jié)構(gòu)模型,采全高采場

5、“支架-圍巖”結(jié)構(gòu)模型,2011.8,第13頁,2.4 架型選擇,二、液壓支架的設(shè)計選型,架型結(jié)構(gòu)：支撐式（節(jié)式和垛式）掩護式（支掩掩護式和支頂掩護式） 支撐掩護式（支頂支撐掩護式和支頂支掩支撐掩護式） 根據(jù)國內(nèi)使用經(jīng)驗，在綜采工作面支架選型時，應(yīng)注意的原則： 對于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定頂板，應(yīng)優(yōu)先選用二柱掩護式支架。 對于非常穩(wěn)定和穩(wěn)定的難跨落頂板和周期來壓強烈和十分強烈的頂板，應(yīng)優(yōu)先選用四柱支撐掩護式支架。 同樣名義額定阻力的二柱掩護式支架支撐能力高于四柱式。 在不穩(wěn)定頂板條件下使用四柱式支架應(yīng)注意對機道上方的頂板控制，包括增加前柱阻力及伸縮梁等,2011.8,第14頁,2.5 支架支護強度、工

6、作阻力確定,二、液壓支架的設(shè)計選型,工作面液壓支架支護強度的確定，是綜采工作面巖層控制的研究重點之一，其目的是：使工作面巖層控制在達到最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟效果的前提下，在支架結(jié)構(gòu)合理的條件下，保證支架運行的高可靠性和工作面的高產(chǎn)高效。 常用計算方法：經(jīng)驗估算法、基于頂板分類的支護強度計算方法、頂板結(jié)構(gòu)理論計算方法、建立在支架與圍巖相互作用關(guān)系基礎(chǔ)之上的數(shù)值模擬分析方法、類比法和現(xiàn)場實測等方法,2011.8,第15頁,2.5 支架支護強度、工作阻力確定,二、液壓支架的設(shè)計選型,1.經(jīng)驗估算法 按支架所需承受的頂板載荷與采厚近似線形關(guān)系確定： P= NM 式中，P工作面所需支護強度，MPa； N支架載荷

7、相當(dāng)采高巖重，我國大多取N=68 ； 頂板巖層容重，一般取2227 kN/m3； M煤層采高，m,2011.8,第16頁,2.5 支架支護強度、工作阻力確定,二、液壓支架的設(shè)計選型,2.基于頂板分類的支架支護強度計算方法 煤炭行業(yè)標(biāo)準MT554-1996緩傾斜煤層采煤工作面頂板分類附錄D“頂板分類對液壓支架額定支護強度的要求”，可確定支架支護強度下限。 直接頂分類和基本頂分級 各級基本頂支護強度下限計算公式(現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的回歸公式) Ps =72.3hm+4.5Lp+78.9Bc-10.24N-62.1 式中：Ps額定支護強度下限, KN/m2 hm煤層最大采高, m Lp周期來壓步距, m

8、Bc支架控頂距 , m; N直按頂與采高之比,2011.8,第17頁,2.5 支架支護強度、工作阻力確定,二、液壓支架的設(shè)計選型,3.(淺埋深)頂板結(jié)構(gòu)理論計算方法 液壓支架延米支護強度的確定 式中：q-松散載荷層對頂板形成結(jié)構(gòu)關(guān)鍵層的載荷； l1-工作面周期來壓步距； Hk-老頂巖層厚度； Hz-直接頂巖層厚度； -老頂巖層密度； -直接頂巖層密度； L-老頂巖層斷裂點距支架后端的距離,2011.8,第18頁,2.5 支架支護強度、工作阻力確定,二、液壓支架的設(shè)計選型,4.建立在支架與圍巖相互作用關(guān)系基礎(chǔ)之上的數(shù)值模擬分析方法：采用FLAC數(shù)值計算軟件進行了模擬。 5.類比法：就是列舉周邊相

9、似地質(zhì)條件及開采條件的礦井，從而得出所研究礦井的支護強度的合理范圍的一種方法。 6.現(xiàn)場實測,2011.8,第19頁,2.5 支架支護強度、工作阻力確定,二、液壓支架的設(shè)計選型,綜采工作面支護強度確定以后，支架的工作阻力主要取決于支護頂板的控頂面積。 額定工作阻力 F PBcL/ 式中：P 綜采工作面支護強度，KN/m2； L 支架中心距，m； Bc 控頂距，m； 支撐效率,液壓支架的支撐效率選取表,2011.8,第20頁,2.6 支架高度確定 煤炭行業(yè)標(biāo)準 MT/T556-1996“液壓支架設(shè)計規(guī)范” 最大結(jié)構(gòu)高度Hmax= Mmax+0.10.4 最小結(jié)構(gòu)高度HminMmin-0.20.4

10、 2.7 支架中心距確定 液壓支架中心距有：1.25m、1.5m、1.75m、2.05m。 2.8 支架移架步距確定 與配套采煤機截深相對應(yīng)。推移裝置行程要大于截深。 2.9 支架底板比壓確定 液壓支架底座前端對底板比壓的最大值應(yīng)小于底板允許的比壓值,二、液壓支架的設(shè)計選型,2011.8,第21頁,2.10 支架主要結(jié)構(gòu)確定 頂梁、掩護梁、底座、連桿機構(gòu)、推移機構(gòu)、抬底機構(gòu)、底調(diào)機構(gòu)、防護裝置和立柱千斤頂。 2.11 通風(fēng)斷面計算 采煤工作面平均有效斷面s=H(Bmax+Bmin)/2 式中：H 工作面有效空間高度，m； Bmax最大控頂距，m； Bmin最小控頂距，m； 2.12 支架系統(tǒng)設(shè)

11、計 實現(xiàn)液壓支架的各種功能;移架速度滿足快速推進的需要,二、液壓支架的設(shè)計選型,2011.8,第22頁,工作面“三機”的配套包括液壓支架、采煤機、輸送機工作面中部、機頭機尾段和工作面設(shè)備總體布置的配套。 設(shè)備結(jié)構(gòu)、尺寸的配套主要目的是在已選型設(shè)備的基礎(chǔ)上，保證各配套設(shè)備嚙合、搭接形式、尺寸合理性和各設(shè)備的優(yōu)化配置，使各設(shè)備發(fā)揮出各自的能力和性能，提高成套設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)性,三、綜采工作面設(shè)備配套,2011.8,第23頁,三、綜采工作面設(shè)備配套,2011.8,第24頁,3.1 中部配套 梁端距(端面距)：工作面支架頂梁前端到煤壁的距離。 過機空間：支架頂梁與采煤機間的安全間隙。 人行通

12、道：主人行通道凈寬度不小于500mm；薄煤層支架人行通道凈高度應(yīng)大于400mm。 推移連接頭：長度合理，連接可靠。 安全間隙：底座和推桿與運輸機不干涉。 臥底量和挑頂量滿足要求。 放煤(過煤)空間、前后溜中心距,三、綜采工作面設(shè)備配套,2011.8,第25頁,3.1 中部配套 “三機”中部斷面配套圖,三、綜采工作面設(shè)備配套,2011.8,第26頁,3.1 中部配套 “三機”中部斷面配套圖,三、綜采工作面設(shè)備配套,2011.8,第27頁,3.2 機頭、機尾過渡段配套 工作面機頭尾過渡段“三機”配套圖,三、綜采工作面設(shè)備配套,機頭、機尾過渡段由于有電機、減速器等設(shè)備，縱向尺寸較寬，推移梁耳座比工作面中部架耳座滯后，這樣要求過渡架滯后布置,2011.8,第28頁,3.3 工作面設(shè)備總體布置的配套 綜采工作面平面布置圖（巷道斷面尺寸、工作面長度） 轉(zhuǎn)載機布置定位；機頭卸載高度 ；校核機頭、機尾三角煤；確保工作面運輸機頭尾在支架的保護之下；確定好運輸機鋪設(shè)長度、液壓支架數(shù)量,三