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通过对大同煤田石炭二叠纪煤层和侏罗纪煤层的地质分析对比,总结了开采实践中能够适合石炭二叠纪煤层开采的液压支架的一系列技术措施,例举了液压支架结构件设计与加工工艺要求。
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同煤科技
TONG
MEI
KEJI
第2期(总第140期)
2014年6月
同煤集团石炭二叠纪煤田开采液压支架设计制造综述
刘金玉
摘要通过对大同煤田石炭二叠纪煤层和侏罗纪煤层的地质分析对比,总结了开采实践中能够适合石炭
二叠纪煤层开采的液压支架的一系列技术措施,例举了液压支架结构件设计与加工工艺要求。
关键词煤矿开采;巷道支护;石炭二叠纪煤层开采;侏罗纪煤层开采;液压支架设计制造
中图分类号TD355.43
文献标识码B
文章编号1000-4866
(2014)
02-0008-03
0引言
大同煤田是由晚古生代石炭二叠纪含煤地层和中
生代侏罗纪含煤地层组成的双纪煤田。大同诛罗纪煤
系地层中的岩层多为整体性强的原砂岩、砾岩,层
理、节理均不发育,性质坚硬,顶板难以冒落,且冒
落时呈大块,来压时常出现冲击性破坏,压力呈现剧
烈。赋存的煤层坚硬完整,破坏困难,放顶煤时顶煤
不能自行破碎,顶煤放出困难,且大块煤易破坏放煤
机构。从90年代开始,大同煤矿一代代工程技术人
员通过研究实践,采用了合适架型和顶煤弱化破碎控
制技术,攻克了硬煤难放和顶板控制的技术难关,研
发制造了适应大同煤田地质条件使用的ZF7500/22/
35、ZF4600/19/30型低位放顶煤液压支架,实现了
“两硬”中厚煤层低位放顶煤综采。
近几年,随着大同煤矿产能的提升和侏罗系煤田
的逐渐枯竭,下部石炭二叠纪厚及特厚煤层幵采已成
为大同煤矿的主战场。塔山矿、同忻矿开采实践证
明,石炭二叠纪煤层赋存条件和诛罗纪煤层有较大差
别,其煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、煤、高岭岩、煌
斑岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩等组成的互层分
层厚度一般为0.1
m~4.0m,且厚度较大的分层中间
都夹有泥岩式煤的软弱夹层,为不稳定顶板。由于煌
斑岩(火成岩)侵入煤层穿插破坏,煤层受岩浆热变
质式硅化,结构疏松、易碎,使煤层结构与煤质趋于
复杂化,形成顶底板起伏不平,煤层厚度变化大,夹
矸较多,灰分较高的特征,甚至局部工作面底板的岩
石硬度比煤质硬度还要低,所以研究适用于大同石炭
二叠纪煤田开采技术的新型液压支架便成为大同煤矿
从事煤机研发的工程技术人员的重要课题。
1研究实践
2004年,大同煤矿集团在塔山矿8102工作面开
始了石炭二叠纪煤田的开采实践,开发了
ZF10000/
25/38型低位放顶煤液压支架。该工作面煤层厚度平
均16.87
m�硬度中等以上,裂隙较发育,直接顶主
要为高岭质泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩
|21
。由于下部
煤层节理发育,加之工作面推进过程中揭露的多条小
断层以及侵人体构造,使得煤层节理、裂隙更加发
育。在工作面顶板来压时,由于ZF10000/25/38型支
架延续了适应“两硬”顶板的思路,顶梁设计为整体
结构,因而多次发生机道顶煤漏冒。冒落高度一般在
2.0
m左右,最高见火成岩顶板。机道漏煤造成支架
不接顶,继而造成工作面顶板出现台阶下沉,发生了
严重的压架事故,严重影响了安全生产。
其次,在侏罗纪煤田使用效果较好的ZF7500/22/
35型低位放顶煤液压支架,在白洞矿、燕子山矿石
炭二叠纪煤层试用过程中,由于工作面顶板比较软,
直接顶跨落步距较小,使顶梁后端顶板悬空,顶板压
力集中到支架顶梁前端,造成顶梁前端承载大趋势,
后柱成为“拉力”作用趋势,前柱窝穿透损坏严重,
支架整体受力状况严重恶化,严重影响了工作面推
进。
在分析以上开采过程吸取教训的前提下,塔山矿
后续开采的8104、8202、8206三个工作面液压支架
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weixin_38720978
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