巴彥高勒礦井液壓支架選型分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u24178第一章巴彥高勒礦井概述 2228051.1井田位置 2214351.2煤礦交通 4229241.3煤礦水文地質(zhì) 416611.4煤層情況 595841.5煤質(zhì)情況 5298131.6設(shè)計(jì)能力及服務(wù)年限 6277031.7盤區(qū)布置 6238521.8資源儲(chǔ)量 7116641.9地形地貌及地表水系 737921.10井田開拓 8325721.11氣象及地震情況 838761.12主要自然災(zāi)害 98915第二章工作面設(shè)備選型原則 10104282.1采煤機(jī)選型原則 10293312.2刮板輸送機(jī)選型原則 10263792.3液壓支架的選型原則 1196312.4順槽運(yùn)輸設(shè)備選型原則 1182212.5其他設(shè)備選型原則 1112133第三章液壓支架選型 13248213.1支架高度 13232963.2確定支架伸縮比 13311943.3計(jì)算頂梁長度 1427653.4頂梁寬度確定 1546393.5底座的寬度 1514263.6中心距 15100323.7移架步距 15178893.8支護(hù)強(qiáng)度與工作阻力 15145603.9確定初撐力 1796343.10移架阻力和推流力 17136453.11選擇液壓支架 17202043.12驗(yàn)算 1922683.13過渡支架選型及技術(shù)參數(shù) 20257443.14端頭支架選型及技術(shù)參數(shù) 20巴彥高勒礦井概述井田位置根據(jù)呼吉爾特礦區(qū)準(zhǔn)的規(guī)劃，本礦位于礦區(qū)南部，井田范圍由6個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定，面積65.2734km2，本井田與周邊礦井關(guān)系示意圖見圖1.1。井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)見表1.1。巴彥高勒井田位于東勝~神府煤田的東南部,由于主要的可采用煤層比較深,井田內(nèi)及其周邊地區(qū)至今尚無生產(chǎn)出大型礦井和中小型煤礦。表1.1拐點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)號(hào)XY14295278.75236614410.01524295278.75236625051.24334294147.12036625095.73044291524.00036622401.4205428758306064287486.67036614522.350井田與周邊礦井關(guān)系示意圖1.1圖1.1煤礦交通煤礦交通位置狀況見圖1.2。圖1.2煤礦水文地質(zhì)根據(jù)《內(nèi)蒙古呼吉爾特礦區(qū)巴彥高勒礦井水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告》(2012年11月),井田的水文地質(zhì)劃分為第一～二類第二型裂隙充水的水文地質(zhì)條件中等的礦床。預(yù)計(jì)礦井正常涌水量797m3/h，最大涌水量1196m3/h，根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》(2009年),礦井的主要水文地質(zhì)資源類型情況應(yīng)該較為復(fù)雜。故本項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)以提高礦井的自然水文地質(zhì)探測性能為復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)防。井田煤層頂?shù)装鍘r石的強(qiáng)度較低，多為軟弱～半堅(jiān)硬巖石。工程調(diào)查地質(zhì)根據(jù)調(diào)查礦井類型主要分別為第三類第二型第三層狀型頁巖類和該工程調(diào)查地質(zhì)根據(jù)調(diào)查礦井條件分別為中等地質(zhì)類;礦井屬瓦斯礦井；煤塵有爆炸危險(xiǎn)性；煤層為容易自燃煤層；沒有對土壤地?zé)岬闹苯游：?。煤層情況煤層傾角傾向300～320°,地層平均方向傾角1～3°,地層內(nèi)的生產(chǎn)利用狀況沿其結(jié)構(gòu)走向及地層傾向均可能存在一定的幅度變化,但是這個(gè)變化趨勢總體變化不大。沿著火山路線的南北走向都是呈現(xiàn)縱寬緩慢的波狀方向發(fā)展,區(qū)內(nèi)沒有一次發(fā)現(xiàn)明顯的火山斷裂或者主要是褶皺狀的結(jié)構(gòu),也沒有明顯的火山巖漿石溢流侵入,地質(zhì)調(diào)查結(jié)構(gòu)簡易。煤層厚度煤層為侏羅系中的傳統(tǒng)延安組,包括四個(gè)煤組,含有少量的煤8～23層,其中礦山全區(qū)或大多數(shù)可以開采的煤層4層(礦山編號(hào)分別為)中發(fā)掘,井田范圍內(nèi)所包含的、5-1),局部可以開采煤層4層(礦山編號(hào)分別為上、上),可以開采區(qū)零星分布的不可以開采煤層2層(),其余的煤層都是無法開采。主要開采煤層3-1煤可采厚度3.2～6.21m，平均5.9m，該煤層層位穩(wěn)定，厚度變化小，其資源量占總資源量的。煤質(zhì)情況井田內(nèi)的煤質(zhì)主要為低至高~中等濃度水分,特低灰、少量黑色石油和其他低灰、特少量氧化硫和高~中等濃硫,特低磷和高~小量黑色石油和其他低磷、高、特?zé)嶂档姆浅?qiáng)粘性焰型煤、長焰燃燒型煤及其他弱黏性焰型煤,是良好的民用及工業(yè)動(dòng)力綜合利用能源煤。設(shè)計(jì)能力及服務(wù)年限礦井的日常工作日和時(shí)間日常管理制度:按照要求設(shè)計(jì)的每個(gè)礦井每人年平均每個(gè)工作日330d,每天4班按時(shí)進(jìn)行日常作業(yè),其中3班按時(shí)進(jìn)行日常生產(chǎn),1班按時(shí)進(jìn)行日常檢修。每日的凈質(zhì)量提高工作時(shí)間一般控制在16h。本項(xiàng)目礦井自然資源豐富,外部建設(shè)環(huán)境條件優(yōu)良、煤質(zhì)保證嚴(yán)格、用戶安全穩(wěn)定,開采工藝和技術(shù)條件優(yōu)越,開拓工藝系統(tǒng)簡便,經(jīng)濟(jì)效益好,適于各種類型的礦井建設(shè)。礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力標(biāo)準(zhǔn)確定值為4.2mt/a。礦井井型556.43mt,其中(3-1煤以上)364.33mt,儲(chǔ)量中的備用壽命系數(shù)大約取1.4,則4.2mt/a井型的電力供電系統(tǒng)服務(wù)器的使用壽命年限大約為101a,a?？鄢呀?jīng)開始回采的11個(gè)礦井開采區(qū)生產(chǎn)資源的存儲(chǔ)量19.44mt/a(3.5a),礦井當(dāng)期剩余生產(chǎn)服務(wù)資源使用量的年限可以設(shè)定為97.5a。盤區(qū)布置礦井在井上搬運(yùn)和井下移交煤炭生產(chǎn)時(shí)平均需要分別井下布置1個(gè)搬運(yùn)盤區(qū),即13盤區(qū),井下分別需要布置1個(gè)3-1煤炭生產(chǎn)工作水平面,達(dá)到4.2mt/a的礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。首采區(qū)域13盤區(qū)東西寬2.95km，南北長5.18km，面積約為11.3km2。根據(jù)各煤層的相對間距和資源數(shù)量,礦井劃分3個(gè)水平,每個(gè)煤層按水平分盤區(qū)域共布置6組主要大巷,各一組水平大巷沿著所有采用的煤層方向布置，三條大巷間距50m。根據(jù)煤礦瓦斯、通風(fēng)及道路交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)技術(shù)性能要求,經(jīng)過綜合地測量分析并設(shè)計(jì)充分考慮每個(gè)礦井在巷道工程施工期間的現(xiàn)場和實(shí)際工作狀態(tài),每個(gè)礦井工作面均線上應(yīng)分別布置兩條交通巷道,回風(fēng)巷一條;散裝貨物巷和搬運(yùn)巷道各一條。根據(jù)國內(nèi)外厚層巖煤層綜合開采管理技術(shù)的研究發(fā)展和國際應(yīng)用趨勢現(xiàn)狀,結(jié)合目前我國井田煤層開采的主要技術(shù)基礎(chǔ)條件,設(shè)計(jì)3-1煤層應(yīng)采用雙向長壁煤層綜合開采機(jī)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進(jìn)行人工管理煤層頂板,工作面落法進(jìn)行管理后退式煤層回采。本礦的首采工作面長度約為300m,推進(jìn)時(shí)的方向長度約2500左右。初期建成的投產(chǎn)地段平均涂料厚度約為5.9m,設(shè)計(jì)時(shí)采用一次性開采全高綜采,最大開采高度為6.2m,最小3.2m。資源儲(chǔ)量總資源儲(chǔ)量（331+332+333+334）共計(jì)1040.22Mt。礦井工程設(shè)計(jì)計(jì)算中的地質(zhì)資源/礦物儲(chǔ)量損失是在泛指為了計(jì)算使使用礦井的長期工業(yè)地質(zhì)資源/礦物儲(chǔ)量損失減去按照礦井設(shè)計(jì)計(jì)算方法所需要計(jì)算生產(chǎn)出的自然斷層地質(zhì)煤柱、防水地質(zhì)煤柱、井田中的境界地質(zhì)煤柱、地面上的建(構(gòu))物。礦井工程設(shè)計(jì)的實(shí)際可持續(xù)采用煤礦資源/煤炭儲(chǔ)量值在減去各種煤礦工業(yè)生產(chǎn)場地和煤礦環(huán)形工程安裝施工車間采用煤柱與主要采礦井巷采用煤柱之間的采用煤炭儲(chǔ)量后,乘以煤礦開采重點(diǎn)區(qū)域的資源回收率即可作為整個(gè)礦井工程設(shè)計(jì)的實(shí)際可持續(xù)采用資源儲(chǔ)量。工業(yè)用生產(chǎn)場地及廠房環(huán)形煤柱安裝場地廠房專用煤柱的基本計(jì)算敷設(shè)方法主要是根據(jù)場地巖層沿著位置方向移動(dòng)的基巖角度方向進(jìn)行公式計(jì)算基本留設(shè),參考了與東勝鐵礦煤田其它崗位相鄰的工業(yè)生產(chǎn)場地廠房和煤礦井,巖層沿著位置方向移動(dòng)的基巖角度可用公式表示為:其中基巖45°,基巖角度δ=65°。采區(qū)煤層回采率厚中薄煤層一般平均取,中厚中薄煤層一般平均取,薄中厚煤層按比例進(jìn)行計(jì),經(jīng)綜合測量分析該采區(qū)礦井煤層設(shè)計(jì)最大煤層可采儲(chǔ)量一般為582.34mt。地形地貌及地表水系井田位于之東南部，區(qū)“東勝梁”的南側(cè)，為的東北邊緣地帶。井田北部地區(qū)自然屬于的自然地貌變化特點(diǎn),大部分井田地區(qū)都已經(jīng)是被第四斷層系統(tǒng)的風(fēng)暴沉積沙丘斷層所完整覆蓋,多數(shù)是呈類似新月形或類似波浪狀的小沙丘,沒有任何變質(zhì)基巖的山體出現(xiàn)。區(qū)內(nèi)所有森林動(dòng)物植被品種數(shù)量相對較少,屬半封閉荒漠性森林地區(qū)。井田內(nèi)部并沒有無常年的大量地表性降水徑流。雨水大部分時(shí)候是通過地下風(fēng)沙或積沙直接將水滲透到地下。井田開拓根據(jù)臨近礦井的施工經(jīng)驗(yàn)，本礦井筒施工需采用全深凍結(jié)，采用斜井開拓明顯不合適，因此設(shè)計(jì)推薦采用立井開拓方式。

井下的主要運(yùn)輸機(jī)組均采用膠帶式輸送電動(dòng)機(jī),輔助運(yùn)輸則采用不同的軌道膠輪機(jī)。氣象及地震情況據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯烏審旗地區(qū)氣象站根據(jù)歷年氣溫?cái)?shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì):當(dāng)?shù)仄骄罡叩貐^(qū)氣溫+36.6℃,最低氣溫的年平均值分別為-27.9℃;年各月密布分別為194.7~531.6mm,分別為,且多部分集中于三個(gè)降水月內(nèi);降雨量分別為,平均當(dāng)?shù)叵陆到涤炅糠謩e為2534.2mm,年平均當(dāng)?shù)卣舭l(fā)降雨量約等于占年平均降水雨量總和的5~12倍。井田內(nèi)部有季風(fēng)多雨但云霧少,最大地區(qū)持續(xù)最高風(fēng)速平均可達(dá)24m/s,一般地區(qū)持續(xù)最高風(fēng)速2.6~5.2m/s,最大最小凍土沉積深度沙塵為1.71m,最大最小凍土深度沙塵和風(fēng)暴日為50d/a。據(jù)2011年中國對特大地震烈度活動(dòng)峰峰測值烈度區(qū)劃圖,井田水庫所處地震區(qū)域的特大地震測量活動(dòng)烈度峰值地震加速度大約為0.05g,地震烈度活動(dòng)峰值烈度預(yù)測等級(jí)峰值為中或相當(dāng)于特大地震活動(dòng)強(qiáng)度的其他地方為地震烈度,屬于弱弱地震區(qū)域的預(yù)測峰值范圍,歷史上亦未多次發(fā)生任何造成破壞性的特大地震。主要自然災(zāi)害礦區(qū)的主要天氣和自然災(zāi)害是沙塵暴和冰凍的天氣。夏季降雨集中,雨量大時(shí)低洼處易形成水澇,雨量小時(shí)易造成干旱。礦井工業(yè)用場地、風(fēng)井施工場地、礦井安裝車站、風(fēng)井公路等工程用場地及周邊無任何洪水、泥石流、滑坡、巖崩及其他工程地質(zhì)災(zāi)害,因此各個(gè)建設(shè)項(xiàng)目所遭遇的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率較低,危害嚴(yán)重程度較低,而且發(fā)生的危險(xiǎn)性較小。工作面設(shè)備選型原則采煤機(jī)選型原則采煤機(jī)的選型位置應(yīng)該是否能夠滿足采煤機(jī)對割掘高度的要求以及割掘能力是否符合生產(chǎn)技術(shù)要求,采煤機(jī)的生產(chǎn)能力也不得低于采煤機(jī)的工作平面理論生產(chǎn)能力。憑借已知的和計(jì)算出來的采高,滾筒的直徑、截深、生產(chǎn)率、發(fā)動(dòng)機(jī)功率、牽引力及其牽引運(yùn)行速度等來確定初選采煤機(jī),.然后和我們初選的支護(hù)裝置一起,盡可能地與表中所要求提供的成套裝置吻含,以有效地節(jié)約費(fèi)用,并通過配套的設(shè)備列表來選擇輸送機(jī)。采煤機(jī)的初選作出決定后,通過相關(guān)的產(chǎn)品說明書等其他有關(guān)信息可以獲取采煤機(jī)的高度、質(zhì)量、電機(jī)、滾筒直徑、牽引力、牽速度、電機(jī)等參數(shù)。并且以此為單位列出了初選的采煤機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。刮板輸送機(jī)選型原則刮板輸送機(jī)主要是利用刮板鏈條進(jìn)行物料輸送的一種設(shè)備，刮板輸送機(jī)選型主要可以參考以下幾個(gè)方面：刮板式輸送機(jī)可以是水平或者傾斜式輸送機(jī)的粉狀、細(xì)胞形及小型塊態(tài)的物料,對于各種類型的輸送物料,對于刮板輸送機(jī)選型有很多影響,如輸送高溫性質(zhì)的物料可以選擇耐熱型材質(zhì),即耐高溫型刮板輸送機(jī)。通過對刮板輸送機(jī)的輸送量進(jìn)行分析,它們可以決定一個(gè)刮板機(jī)槽的寬度及其刮板鏈條的運(yùn)行速度,進(jìn)而決定鏈條的型號(hào)及其鏈輪的直徑,根據(jù)鏈速及其鏈輪的直徑,它們就可以精確地計(jì)算得出一個(gè)刮板頭輪的運(yùn)行轉(zhuǎn)速,在相同的輸送量下,選擇略大一些的機(jī)型就可以使得鏈速有所降低,從而延長了它們的使用壽命。液壓支架的選型原則支架的初始承撐力和支架工作時(shí)的阻力量級(jí)需要非常適合直接控制頂和頂或老頂?shù)装鍘r層地帶位移時(shí)所可能產(chǎn)生的位移壓力,把對于空頂巖層地帶的頂和老底板巖層位移壓力量級(jí)的控制設(shè)定在了最低壓的限度。支架的支護(hù)結(jié)構(gòu)特征形式及其作用支護(hù)結(jié)構(gòu)特征最重要的是能夠充分適應(yīng)直接支架頂下部變質(zhì)巖層的發(fā)生懸浮破裂冒泡掉落等氣候特征,尤其要的是此時(shí)要充分能夠注意看到當(dāng)直接頂板上部處于垂直無縫或立柱狀的空間環(huán)境中的懸浮破裂掉落狀態(tài)時(shí),要盡可能地盡量保持此處的直接支架上部結(jié)構(gòu)完整。支架的基板底座位置需要由于能夠有效適應(yīng)壓在基礎(chǔ)上的整塊底板而被巖石壓并具有較高的土地耐壓性和強(qiáng)度,以此也便于有效防止撐撐支架的基板底座被巖石壓在無人支撐到底的基礎(chǔ)上,影響撐撐支架的橫向位移。支架的大小支撐高度大小需要與支架工作在地面的原煤采高相匹配適應(yīng),一般使用情況下我們要求支架當(dāng)原煤采高大時(shí)不會(huì)產(chǎn)生遺棄大的煤,當(dāng)要求采低度高小時(shí)需要保證煤的支架不容易受到外力壓死。當(dāng)支架煤層滑動(dòng)傾角較大時(shí),支架上部位應(yīng)及時(shí)設(shè)置煤層防倒、免滑動(dòng)等裝置。支架的梁端距應(yīng)為350mm左右。順槽運(yùn)輸設(shè)備選型原則順槽里面的這些設(shè)備，其作用就是要讓采煤機(jī)才出來的煤一定能運(yùn)送出去才行，那么，這里面的這些東西就必須滿足采煤機(jī)生產(chǎn)出來的量必須小于或者等于順槽里面的裝置能運(yùn)出去的最大的量。這些裝置的后一個(gè)要比前一個(gè)至少要強(qiáng)才行，這就需要我們認(rèn)真的挑選。其他設(shè)備選型原則乳化液液壓泵站的整體選型系統(tǒng)需要能夠結(jié)合最大公稱空氣液壓撐撐支架的實(shí)際應(yīng)用情況來對其本身進(jìn)行系統(tǒng)選型,乳化液液壓泵站的最大公稱空氣壓力和最大公稱液壓流量都要求能夠?yàn)槠浔旧硖峁┮粋€(gè)公稱液壓撐撐支架以便使其符合正常工作運(yùn)行設(shè)備工作的最大初始支撐力量和要求,移動(dòng)機(jī)械變電站選型可以通過對類型工作臺(tái)平面各種移動(dòng)機(jī)械設(shè)備的最大功率,功率成本因數(shù)等相關(guān)參數(shù)可以進(jìn)行應(yīng)用計(jì)算機(jī)的方式分析來對其進(jìn)行系統(tǒng)選型,移動(dòng)機(jī)械變電所的最大輸入輸出電壓參數(shù)及其輸出容量參數(shù)可以充分滿足各種類型工作面各種移動(dòng)機(jī)械設(shè)備正常工作運(yùn)行與設(shè)備生產(chǎn)的最大需求和要求。液壓支架選型支架高度支架高度可由下式計(jì)算： (5.1) (5.2)求得：=6.2－0.2+0.2+0.1=6.3m=3.2－0.2－0.2－0.1=2.7m確定支架伸縮比液壓支架最大支撐高度和最小支撐高度之比叫做伸縮比。 (5.3)求得：=1.3計(jì)算頂梁長度頂梁計(jì)算如下，見圖5.1所示。圖5.1液壓支架簡圖頂梁全場： (5.4) (5.5)式中：——鏟煤板鏟尖到煤壁的距離，m,取150mm；y=F+G+J+V (5.6)由結(jié)構(gòu)而定，；經(jīng)常取，在中厚煤可設(shè)置為通行道??；計(jì)算出頂梁的全長:頂梁寬度確定支架的寬度是指頂梁最小及其最大的寬度。頂梁寬度取決于支架間距及其結(jié)構(gòu)類別。我國規(guī)定支架標(biāo)準(zhǔn)中心距為和。支架頂梁一般裝有活動(dòng)側(cè)護(hù)板一般形成。支架的中央線間距離約為時(shí),最小寬度一般,最大寬度一般。通過分析取中心距1.75m，寬度取1.68m。底座的寬度裝在支架上的基礎(chǔ)部和底座的最大寬度為。通過不斷擴(kuò)展或者不斷增大支架底座的內(nèi)部橫向?qū)挾绕椒€(wěn)性及盡量減小對支架底板的比重?cái)D壓,厚重型煤層結(jié)構(gòu)支架的最大底座橫向?qū)挾饶壳凹航?jīng)有望能夠逐步增長至以上,。取。底座中央配備有推移設(shè)備的溝槽，這與推移設(shè)備的構(gòu)造與千斤頂缸徑有聯(lián)系,通常為300~380mm,中心距選擇與刮板輸送機(jī)溜槽長度配套的中心距。取。移架步距與選擇采煤機(jī)截深有聯(lián)系，理論計(jì)算時(shí)推移千斤頂?shù)男谐痰扔诓擅簷C(jī)的截深。取。支護(hù)強(qiáng)度與工作阻力當(dāng)下主要是運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)方法或者實(shí)測結(jié)果等數(shù)據(jù)確定一個(gè)支架的穩(wěn)定性和支護(hù)強(qiáng)度。 (5.7)液壓運(yùn)動(dòng)支架的安全保護(hù)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度通常為。支撐支架工作的使用阻力大小可以通過其頂板支護(hù)工作強(qiáng)度與整個(gè)頂板框架支護(hù)占用面積之比來綜合確定。 (5.8) (5.9)求得：支架上每個(gè)立柱的平均長度總工作效率壓力公式為 (5.10)確定初撐力取初撐力為工作阻力的80%，為6356.28KN。移架阻力和推流力厚煤層支架為。取移架阻力為。推溜力一般為。推溜力取。選擇液壓支架選支撐掩護(hù)式液壓支架。特征參數(shù)見表5.1。序號(hào)項(xiàng)目參數(shù)名稱單位數(shù)值1支架支架高度支架寬度支架中心距支護(hù)強(qiáng)度（f=0.2)底板前端比壓（f=0.2)初撐力（P=31.5MPa)工作阻力（P=43.3MPa)操作方式重量泵站壓力mmmmmmMPaMPaKNKNTMPa2900~65001680~188017501.25~1.302.10~4.44872812000約46.531.52立柱根數(shù)缸徑柱徑初撐力（推/收）（P=31.5MPa)工作阻力（推/收）（P=43.3MPa)液壓行程（一級(jí)/二級(jí)）根mmmmKNKNmm2（雙伸縮)420/310400/2804364600034903平衡千斤頂根數(shù)缸徑/桿徑初撐力（推/收）（P=31.5MPa)工作阻力（推/收）（P=43.3MPa)行程根mmKNKNmm1(普通)250/1601546/9132125/12556454推移千斤頂根數(shù)缸徑/桿徑推溜力/拉架力行程根mmKNmm1(普通)200/140505/9909605側(cè)推千斤頂根數(shù)缸徑/桿徑推力/拉力行程根mmKNmm4（