超前支護式液壓支架在綜采放頂煤工作面的試用

許榮寬

摘 要：超前支護液壓支架在新陽煤業有限責任公司新201工作面初次使用，從試用效果上看滿足了現有超前支護工作面上的要求，進而實現了自動化與機械化采煤工作面上的超前支護，而在經濟和社會效益中的使技術方面進步、可自動化作業、安全性和生產效率方面都產生了較大的成效，但是在支架設計方面上明顯的存在這不足之處，進而需要在這方面上加以改進。

關鍵詞：超前支護液壓支架綜采放頂煤

中圖分類號:TD35 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0072-02

一般由單體液壓支柱配合著兀梁進行支護的形成的是傳統的采煤工作面里昂順槽超前支護，而支護的參數大部分都由巷道斷面和壓力方面的情況而決定的,就這樣才能確保了施工時安全出口暢通無阻。但在一些特殊地理環境下，開采時會造成一定的局限性，而單體液壓支柱配合頂梁進行超前支護時就具有這方面的性質。第一，支護強度低。對于頂板壓力較大的煤層，達不到支護強度，易造成工作面安全出口處頂板下沉，單體支柱鉆底嚴重，回撤困難，特別是工作面后部密集切頂處尤其如此，既增加了勞動強度，又不利于安全生產。第二，支護速度慢。由于單體液壓支柱、頂梁支設及回撤速度難以大幅度提高，制約了工作面的推進速度，難以實現高產高效。第三，勞動強度大。由于支設回撤單體支柱及頂梁頻繁，并且全部采用人力，造成工作面回采使用人員多，勞動強度大。第四，成本高，安全性差。因頂板壓力大或操作等原因，支柱、頂梁、柱鞋的損壞量較大，增加成本支出，并且工序復雜，人工操作多，造成事故的概率較大。

針對單體液壓支柱配合兀梁進行超前支護的局限性，我公司與沈陽天安礦山機械科技有限公司的相關人員經過技術交流，提出了在新陽煤礦新201工作面+650水平9＃、10＃、11＃煤層綜采放頂煤工作面試用超前支架代替單體液壓支柱和兀梁進行超前支護。

1設備選型

1.1 煤層地質構造及支護

新陽煤礦新201工作面主要為上石炭系，含煤層為太原組9＃～10＃～11＃煤合并層。該煤層產狀簡單，但結構復雜，其夾矸一般有4～6層，也有一些區域達8層以上，在煤層的上部（距頂板1.3m左右）和下部（距底板1.2m左右）分布有比較穩定的夾石層，厚度分別為0.43m、0.21m左右，其余各層夾矸為泥巖透鏡體，呈串珠狀分布于煤層中間，煤層最小厚7.89m，最大厚8.74m，煤層平均厚度8.32m，煤巖層傾角為2°～18°，平均10°。煤種為瘦煤，穩定可采。工作面采用ZF5800/17/32支撐掩護式放頂煤液壓支架支護，上端頭支護采ZFT15000/19/33型端頭液壓支架，下端頭支護采用ZFG5800/17/32H型支撐掩護式過渡液壓支架支護。在下端頭順槽則試用超前支護液壓支架支護。

1.2 支架選型

在支護強度方面，采煤工作面超前支護距離方面以及其它安全間隙方面都是有超前支架來滿足的，同時超前支架還要運用簡單方便、快速的方式在工作面上進行推進。通過各項理論計算，驗證了在該工作面上適用于沈陽天安礦山機械科技有限公司制造ZT2×3200/18/35型超前支護液壓支架，支護強度1.065MPa，工作阻力為2×2800kN。

1.3 支架的主要技術特征

（1）型式：四連桿支撐掩護式。（2）支撐高度：1.8m～3.5m。（3）支護寬度：0.46m（單架）。（4）初撐力：（P=31.5MPa）2×2616kN。（5）工作阻力：（P=40.76MPa）2×2800kN。（6）支護強度：（平均）1.065MPa。（7）泵站壓力：31.5MPa。（8）操作方式：本架操作。

附圖1,2。

1.4 結構特點

該支架為左、右兩架成一組使用，兩架之間頂梁間由防倒防滑千斤頂連接。每一架由前后兩節組成，前節的頂梁后部與后節的伸縮梁相連，前節的底座后部與后節的底座前部通過連接頭、移架千斤頂相連，前后節互為依托，達到移架的目的。用戶可根據順槽的加強支護段長度按需要連接鋪設若干節首尾相連的支架。該支架主要參數合理，結構簡單，拆裝檢修方便，各局礦可根據其具體條件選擇使用。

2支護效果

為了檢驗超前支架的支護效果，對工作面進行了礦山壓力觀測工作，目的是研究超前支架的適應性和可靠性。在采場頂板的幾次周期來壓過程中,均未發現液壓超前支架出現壓死現象，表明該超前支架可以承受采場頂板來壓時刻高度集中的支承壓力的影響，保證超前順槽的安全。

3應用情況

（1）加強了巷道頂板支護強度，特別是在臨面開采時，效果更加明顯。（2）減小了職工的勞動強度,提高了勞動效率。（3）推移快速穩定，有利于組織工作面快速推進，實現高產高效。（4）安全程度高，并且降低了維護成本。（5）該支架架型合理，可滿足緩急傾斜工作面軌道順槽的超前支護要求。（6）使用了液壓超前支護支架加快了工作面的推進度，比原多推進40余米，預計產量為60000t。（7）架梁替柱使用6人，現使用液壓超前支護架一人即可操作，每月減少五人節約資金26000元，大大減少了勞動力和資金消耗。

4優點

第一，機械化超前支架代替了單體液壓支柱和兀梁的超前支護這一傳統的方式，進而實現了自動化與機械化采煤工作面超前支護，同時也是采煤工作面超前支護一次創新和革命。第二，超前支架采用手動操作，而前后架是相互交替移動的。第三，在支架后部設置四連桿機構，為超前支架的穩定性和運動軌跡提供了保證。

5不足

在左架連桿上方的頂梁較短，同時與端頭處的過渡支架搭接的，在截煤的過程中，時常會出現比較長的空頂現象，故而應加長連桿上方的頂梁。