煤矿使用悬浮式单体液压支柱可行性方案研究报告

本着“以人为本，安全生产”的原则，防止发生冒顶伤亡事故的安全隐患，该矿回采工作面使用新型悬浮式单体液压支柱..利用整合方案中的主斜井作为系统的主斜井，主井口考虑布置在该处方位角(°)掘进断面净断面6.35.26.35.2井筒名称主斜井X坡度(°)井口坐标11特种支护：放顶线采用密集、丛柱切顶，初期来压和周期来压时增设采用密集、丛柱切顶；根据采面片帮情况，在片帮地段打设临时贴帮柱，4）静态投资回收期:3.49(税前)；4.11XX煤矿交通方便，工业物资供应与煤炭运销条件较好，电源已环境保护已采取措施，矿区与附近居民均以农业为主，劳动力富余，具备了煤矿建设的各种有利条件。矿井煤炭赋存较稳定，资源较丰富，开采技术条件较好，过去的开采亦为后续生产积累了一定的经验，矿井的建设是拐点编号拐点编号纵坐标(X)横坐标(Y)12962749.0036446106.0022961700.0036447775.0032960963.0036447277.0042962316.0036445791.00准采标高:+1100m至+500m面积:1.411Km2溶洞等喀斯特地貌较发育，在逆向坡地带易形成陡崖、陡坡，含煤地层经矿区地表水系属长江流域沅江水系重安江支流，区无大的河流、水库等地表水体，地表水为山间雨源型小溪，主要受大气降水与地形控制，矿区北东侧发育一条小溪沟，名为下庄小河，沟水自北西向南东迳流，区长2主要岩性为灰岩、燧石灰岩等，为灰色、深灰色，泥晶粉厚层状，波状层理，含蜓科等动物化石。区出露不全，地层厚度不详。与33主要岩性为粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩等，状灰岩、含泥灰岩、燧石灰岩、硅质灰岩，含腕足类动物化石，上部夹D②吴家坪组二、三段（Pw2+3）3主要岩性为灰岩、含泥灰岩、泥质灰岩、燧石灰岩、硅质灰色、深灰色，泥晶粉屑结构，中厚层状，波状层理，含大量燧石团块与结核，燧石团块大小不等，分布不均，中夹薄层状砂泥岩薄层，顶部为一3为浅灰色、灰色，中厚层状至厚层状灰岩。顶部为薄层状泥质灰F1位于矿区中部，走向北东—南西向，倾向南东，倾角约50°,地层F位于矿区南西侧边缘外侧，走向北西—南东向，倾向北东，推测性2段为海陆交互相沉积，主要由薄至中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、煤层与浅灰色、灰色与深灰色中厚状灰岩、燧石灰岩、泥质煤层厚度(m)数1组D1 Admm分VdafmmMadSt,d曲状型度性556碳酸盐岩分布面积广，分布区多属裸露与半裸露的基岩山区，地表岩暗河，大气降水容易通过地表大量的负地形渗入岩溶裂隙、碎屑岩分布区主要包括二叠系上统吴家坪组下部粉砂岩、粉砂质泥岩与泥质粉砂岩。碎屑岩靠近地表时风化作用较强烈，风化裂隙较发育，含风化裂隙水，深部发育构造裂隙地段，含构造裂隙水为主，碎屑岩区地下水运动受地形、地貌、岩性、构造控制，富水性总体较弱，主要依靠大气水层地下水会通过裂隙涌入矿井，从而威胁到煤矿床的开采。下伏茅口组强含水层与主采煤层间隔水层较薄，当煤层开采至区域地下水位以下时，主要分布在矿区南西部外围，岩性以厚层灰岩为主。露头化作用和岩溶作用强烈，岩溶裂隙发育，含较丰富的岩溶裂隙水，为区强主要岩性为粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩等，3）二叠系上统吴家坪组二、三段(P3w2+3)——中等含水层地层呈带状出露于矿区中部，岩性以灰岩与泥质灰岩为主，其下部为该组呈条带状出露于矿区北西部，岩性以燧石灰岩、灰岩为主，组厚露头灰岩遭受风化作用和岩溶作用较强烈，岩溶裂隙发育1仅残留于山谷、溪沟、洼地，面积小。为碎屑岩的残积、坡积与冲积雨季能入渗并储存地表水与大气降雨，部积水与煤层之间无隔水层，开采③吴家坪组二、三段中等含水层：该组岩性主要为碳酸盐岩，富水性④茅口组强岩溶含水层：茅口组地下水丰富，地下水径流强烈。开采浅部煤层时，地下水对矿井影响小；当煤层开采至区域地下水位以下时，该层地下水会通过裂隙涌入矿井，造成突水。该组为煤矿床开采的间接充开采至沟水位以下时，溪沟水可能沿断层裂隙、风化裂隙或采矿裂隙渗入矿井南西侧有部分采空区，采空区有积水，在开采浅部煤层时，这些矿区的含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部则发育成岩或构造节理、裂隙，它们是地下水活动的良好通道，并沟通未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆降低了岩石的力学强度，可能连通含煤地层与上、下伏含水层地下水、地表水之间的水力联系，加之未来矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场，地表水、地下水更可能沿断矿区茅口组、吴家坪组、长兴组灰岩含水层局部地段可能发育岩溶管少量为断层裂隙、老窑巷道、岩溶管道，因此未来矿井充水方式主要以渗本矿区大部分矿床位于最低侵蚀基准面以上，直接充水水源主要为吴家坪组岩溶裂隙水、老窑采空区积水、地表冲沟水，故本矿区属于以岩溶裂隙水充水为主，水文地质条件为中等的煤矿床，在断层交错地带、老窑密集地带、煤层低于最低侵蚀基准面地带，这些地区水文地质条件复杂程通风等原因无法进入，未收集到资料，积水量不详。工作中收集到原下庄FF正常正常F在开采深部或最低侵蚀基准面以下煤层时，加强水文地质工作与边采矿井名称矿井名称原下庄煤矿原黄皮冲煤矿原下庄煤矿鉴定年度鉴定等级3/min)3/t)8.509.658.76D煤层位于吴家坪组下部，直接（或间接）顶板为细砂泥岩，力学强根据区出露地层的岩石组合特征，矿山工程地质岩组可划分为坚硬岩）？表2-1-1矿井工业资源/储量计算表矿井地质资源量（万矿井地质资源量（万t）矿井工业资源/储量（万t）83.6煤层编号D矿井工业资源/储量矿井工业资源/储量333×0.883.6矿井开采方案设计资源/储量（万永久煤柱损失（万4.5D2矿井设计可采储量=(矿井开采方案设计资源/储量-工业场地和主要井矿井开采矿井开采矿井工业资源/储83.667.235柱损失0(m)02D量加入可采储量计算中，故随着井下煤层的进一步揭露，矿井可采储量将利用整合方案中的主斜井作为系统的主斜井，主井口考虑布置在该处表2-3-1井筒位置与特征表井筒名称X29619822961956井口坐标36446916+1010.77m36446985+1021.36m19掘进断面净断面采矿许可证许可开采围标高+1100～+500m，井田设置两个水平，一水工作面：配备DW16-300/100X型悬浮式单体液压特种支护：放顶线采用密集、丛柱切顶，初期来压和周期来压时增设采用密集、丛柱切顶；根据采面片帮情况，在片帮地段打设临时贴帮柱，局部会发生顶板跨塌，直接底板为泥岩，力学强度低，可能发生底鼓与支柱下陷。在今后生产过程中，应根据实际情况，编制相应的作业规程，并根据顶板矿压显现和采高调整支护密度，以便更好的保证工作面的生产安F1位于矿区中部，走向北东—南西向，倾向南东，倾角约50°,地层F2位于矿区南西侧边缘外侧，走向北西—南东向，倾向北东，推测性遭遇断层时其周围应力将有所升高，巷道过断层破碎带将给其施挤压带：无相关地质资料，未发现挤压带，在建井过程中应补充相关水平巷道上侧受压大，易产生片帮，应加强支护，另顶板沿倾斜方向的压力的大小，同时也影响着开采后巷道或工作面周围岩层支承压力值，因此膨”等现象，导致煤壁片帮与底板鼓起等现象的发生，因此在开采深度增合铰接顶梁控制顶板，采高越大支护高度越大，支柱稳定性越差，顶板冒落带高度将越大，周期来压越明显，采高越小支护高度低，稳定性好，顶板的缓慢下沉可能直接接触底板，因此周期来压将不明显。根据本矿煤层控顶距越大，顶板悬露面积越大，顶板压力越大，开采过程中应特别注意放顶线采用密集、丛柱切顶；根据采面片帮情况，在片帮地段打设临时贴l——为了避免支柱在完全抽出状态下工作，预留富裕行程，一般为支架布置为悬浮式单体液压支柱与金属绞接顶梁配合的正悬臂齐梁齐直接顶不稳定时，投产后视顶板情况，可加强顶板支护，老顶坚硬难冒时2）运输、回风巷离工作面出口20m加强支护，采用悬浮式单体液压支防止支柱失效。要与时放顶，采用回柱绞车回柱，不得进入老塘作业；沿切顶线采用密集支柱和戗棚等加强支护并切顶。换柱时，一定要先打临时漏矸等。计算、估计和观测周期来压步距，在工作面老顶周期来压前，采并在作业规程中规定，工作面必须与时支护，严禁空顶作业，所有支柱必须牢固，并设有防倒柱措施，严禁在浮煤或浮矸上架设支柱，严禁在控顶表3-2-1工作面单体液压支柱与设备配备表正悬臂，齐梁齐柱上下出口20m70L/min,功率30kWDW16-300/100XHDJA-1000DW25-250/100XXRB2XTXTA支护方式悬浮式单体液压支柱铰接顶梁悬浮式单体液压支柱采面上下出口乳化液泵站乳化液箱合计21使用11用2410没有恒增阻降距，支撑力也无法保证，受人工施工质量影响大，顶板下沉量大，初次来压和周期来压不易控制，因而随时都可能发生冒顶伤亡事故的安全隐患。由于其消耗木材量相当大，回收复用率低，造成了各地树林使用悬浮式单体液压支柱，初撑力大，受人工施工质量影响小，顶板挖柱窝深浅掌握不好，时常返工，费时费事。而悬浮式单体液压支柱支设金属摩擦支柱是六十年代发展起来的一种简单的单体支护设备，与木支柱相比可节省大量木材，而且也可复用。但是其不能保证恒增阻降距，支撑力受温度、湿度与操作工人的人为等不可控制的因素很多，顶板随时悬浮式单体液压支柱液压工作行程大，扩大了使用围与木支柱和金属支柱相比可保证恒增阻降距，支撑力也能得到控制，但是形密封圈的外唇与油缸的壁表面为高压密封面，当顶板压力加大时，油缸壁表面直径就会增大，因而造成活塞和油缸之间常常产生泄漏，造成支柱而且是随时随地的。由于是泄漏，矿工用肉眼是无法发现的，因而泄漏是悬浮式单体液压支柱各静密封点，采用了密封胀紧技度薄弱的圆弧焊缝，该圆弧焊缝的质量在工艺上很难保证，尽管在而常常造成焊缝的失效事故，如：立柱焊缝断裂、焊缝渗漏、焊缝泄露等现象，造成支柱失效或发生冒顶伤亡事故。因而活塞式单体液压支柱也存悬浮式单体液压支柱在活柱上不再设有工艺难以保证提高了立柱的强度和可靠性，避免了因焊缝疲劳断裂而造成的冒顶等事故DWX型悬浮式单体液压支柱是一种新型外部供液的恒阻式单体液压支柱，其适用于煤矿回采工作面的顶板支护和端头顶板支护，由于其承载能情况下，可有效补偿。在支柱高压支撑情况下，可保持密封胀紧状态，大产品，每个工作面可根据顶板情况进行选择，特别是对于顶板压力较小的冲击地压的作用时，该液体柱起到很好的缓冲作用，提高了采煤工作面的9）采用特殊的淬火处理工艺，提高柱体强度，在表5-1-1使用悬浮式单体液压支柱设备与工器具投资估算m设备名称规格型号234523456单体液压支柱金属铰接顶梁单体液压支柱乳化液泵站乳化液箱密封质量检测仪DW16-300/100XHDJA-1000DW25-300/100XXRB2XTXTAD18×4mm2130000026