超前支護(hù)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(hù)液壓支架在新陽(yáng)煤業(yè)有限責(zé)任公司新201工作面初次使用，從試用效果上看滿足了現(xiàn)有超前支護(hù)工作面上的要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化與機(jī)械化采煤工作面上的超前支護(hù)，而在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益中的使技術(shù)方面進(jìn)步、可自動(dòng)化作業(yè)、安全性和生產(chǎn)效率方面都產(chǎn)生了較大的成效，但是在支架設(shè)計(jì)方面上明顯的存在這不足之處，進(jìn)而需要在這方面上加以改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：超前支護(hù)液壓支架綜采放頂煤

中圖分類號(hào):TD35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0072-02

一般由單體液壓支柱配合著兀梁進(jìn)行支護(hù)的形成的是傳統(tǒng)的采煤工作面里昂順槽超前支護(hù)，而支護(hù)的參數(shù)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(shí)安全出口暢通無(wú)阻。但在一些特殊地理環(huán)境下，開(kāi)采時(shí)會(huì)造成一定的局限性，而單體液壓支柱配合頂梁進(jìn)行超前支護(hù)時(shí)就具有這方面的性質(zhì)。第一，支護(hù)強(qiáng)度低。對(duì)于頂板壓力較大的煤層，達(dá)不到支護(hù)強(qiáng)度，易造成工作面安全出口處頂板下沉，單體支柱鉆底嚴(yán)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(dòng)強(qiáng)度，又不利于安全生產(chǎn)。第二，支護(hù)速度慢。由于單體液壓支柱、頂梁支設(shè)及回撤速度難以大幅度提高，制約了工作面的推進(jìn)速度，難以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。第三，勞動(dòng)強(qiáng)度大。由于支設(shè)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(dòng)強(qiáng)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(fù)雜，人工操作多，造成事故的概率較大。

針對(duì)單體液壓支柱配合兀梁進(jìn)行超前支護(hù)的局限性，我公司與沈陽(yáng)天安礦山機(jī)械科技有限公司的相關(guān)人員經(jīng)過(guò)技術(shù)交流，提出了在新陽(yáng)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(jìn)行超前支護(hù)。

1設(shè)備選型

1.1 煤層地質(zhì)構(gòu)造及支護(hù)

新陽(yáng)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(chǎn)狀簡(jiǎn)單，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其夾矸一般有4～6層，也有一些區(qū)域達(dá)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(wěn)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(wěn)定可采。工作面采用ZF5800/17/32支撐掩護(hù)式放頂煤液壓支架支護(hù)，上端頭支護(hù)采ZFT15000/19/33型端頭液壓支架，下端頭支護(hù)采用ZFG5800/17/32H型支撐掩護(hù)式過(guò)渡液壓支架支護(hù)。在下端頭順槽則試用超前支護(hù)液壓支架支護(hù)。

1.2 支架選型

在支護(hù)強(qiáng)度方面，采煤工作面超前支護(hù)距離方面以及其它安全間隙方面都是有超前支架來(lái)滿足的，同時(shí)超前支架還要運(yùn)用簡(jiǎn)單方便、快速的方式在工作面上進(jìn)行推進(jìn)。通過(guò)各項(xiàng)理論計(jì)算，驗(yàn)證了在該工作面上適用于沈陽(yáng)天安礦山機(jī)械科技有限公司制造ZT2×3200/18/35型超前支護(hù)液壓支架，支護(hù)強(qiáng)度1.065MPa，工作阻力為2×2800kN。

1.3 支架的主要技術(shù)特征

（1）型式：四連桿支撐掩護(hù)式。（2）支撐高度：1.8m～3.5m。（3）支護(hù)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(hù)強(qiáng)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)

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(jié)組成，前節(jié)的頂梁后部與后節(jié)的伸縮梁相連，前節(jié)的底座后部與后節(jié)的底座前部通過(guò)連接頭、移架千斤頂相連，前后節(jié)互為依托，達(dá)到移架的目的。用戶可根據(jù)順槽的加強(qiáng)支護(hù)段長(zhǎng)度按需要連接鋪設(shè)若干節(jié)首尾相連的支架。該支架主要參數(shù)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝檢修方便，各局礦可根據(jù)其具體條件選擇使用。

2支護(hù)效果

為了檢驗(yàn)超前支架的支護(hù)效果，對(duì)工作面進(jìn)行了礦山壓力觀測(cè)工作，目的是研究超前支架的適應(yīng)性和可靠性。在采場(chǎng)頂板的幾次周期來(lái)壓過(guò)程中,均未發(fā)現(xiàn)液壓超前支架出現(xiàn)壓死現(xiàn)象，表明該超前支架可以承受采場(chǎng)頂板來(lái)壓時(shí)刻高度集中的支承壓力的影響，保證超前順槽的安全。

3應(yīng)用情況

（1）加強(qiáng)了巷道頂板支護(hù)強(qiáng)度，特別是在臨面開(kāi)采時(shí)，效果更加明顯。（2）減小了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了勞動(dòng)效率。（3）推移快速穩(wěn)定，有利于組織工作面快速推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。（4）安全程度高，并且降低了維護(hù)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(hù)要求。（6）使用了液壓超前支護(hù)支架加快了工作面的推進(jìn)度，比原多推進(jìn)40余米，預(yù)計(jì)產(chǎn)量為60000t。（7）架梁替柱使用6人，現(xiàn)使用液壓超前支護(hù)架一人即可操作，每月減少五人節(jié)約資金26000元，大大減少了勞動(dòng)力和資金消耗。

4優(yōu)點(diǎn)

第一，機(jī)械化超前支架代替了單體液壓支柱和兀梁的超前支護(hù)這一傳統(tǒng)的方式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化與機(jī)械化采煤工作面超前支護(hù)，同時(shí)也是采煤工作面超前支護(hù)一次創(chuàng)新和革命。第二，超前支架采用手動(dòng)操作，而前后架是相互交替移動(dòng)的。第三，在支架后部設(shè)置四連桿機(jī)構(gòu)，為超前支架的穩(wěn)定性和運(yùn)動(dòng)軌跡提供了保證。

5不足

在左架連桿上方的頂梁較短，同時(shí)與端頭處的過(guò)渡支架搭接的，在截煤的過(guò)程中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)比較長(zhǎng)的空頂現(xiàn)象，故而應(yīng)加長(zhǎng)連桿上方的頂梁。