綜采工作面順槽超前液壓支架在馬蘭煤礦的應用

摘 要：本文論述了超前液壓支架在綜采工作面順槽超前支護中的應用，以及其結構、工作原理、技術參數和對采煤工作的巨大推動作用。

關鍵詞：超前支護 液壓支架 應用

中圖分類號：TB21 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（a）-0058-01

綜采工作面隨著采煤工作的推進，兩條順槽的超前壓力也不斷前移，這就需要加強順槽的支護，確保安全出口的通暢。《煤礦安全規程》第五十條明確規定，“采煤工作面所有安全出口與巷道連接處超前壓力影響范圍內必須加強支護，且加強支護的巷道長度不得少于20m，綜合機械化采煤工作面，此范圍內的巷道高度不得低于1.8m。”馬蘭煤礦所采8#煤層平均厚度3.5～4.5m，工作面順槽為矩形斷面，高3.5m，寬4.5m，支護采用4×4形全錨支護，錨桿間排距1000×1000mm。以前，超前支護采用20m范圍內加打三排單體戴帽點柱，柱間排距1200×1000mm。人工架設、回撤單體勞動強度大，搬移單體存在碰手碰腳的危險，并且易引起頂板圍巖的二次松動，特別是頂板來壓明顯、圍巖破碎的情況下，會出現巷道兩幫鼓出變形，頂板下沉，縮小了巷道的斷面，帶來通風不暢、設備易損害的一系列問題，直接制約了工作面的正常采煤，對安全生產極為不利。因此，馬蘭煤礦在總結以往超前支護的不足之處，汲取其他礦井超前支護使用液壓支架優點的基礎上，開采18305工作面應用超前液壓支架，取得了成功。

1 超前液壓支架的基本結構、工作原理及技術參數

1.1 基本結構

超前液壓支架為支撐掩護式液壓支架，主要由頂梁、Z字形連桿機構、底座、掩護梁焊接結構件，及前后立柱、拉移千斤頂、頂梁側翻千斤頂、底座及頂梁側拉千斤等動力油缸和閥組管路組成。根據馬蘭煤礦的巷道實際情況，將超前液壓支架安置于軌道巷，兩架一組，每組支護長度8.12m，寬度4.2m，共計安設3組超前支架。

1.2 工作原理

超前液壓支架正常情況下處于承載狀態，主動支撐頂板。隨工作面的采煤推移，需要前移超前支架，一般采取利用支架底座的拉移千斤頂交替前移的方法。先將中間一組支架升緊，收回前后梁，然后操作待移支架，采用“插頂帶壓”的方法將支架拉移到位，拉移步距和采煤循環同步。以此同樣操作步驟推移前一組超前支架，最后利用前一組支架拉移中間一組支架，完成超前支架的整組拉移工作。

1.3 技術參數

支架型號：ZTC12800/20/38 支架形式：支撐掩護式

支架高度：2000/3800mm 底座寬度：700mm

頂梁長度：5720/5720+1200+1200m 頂梁寬度：900/900 +500+500mm

初撐力：P=31.5MPa 10464kN 工作阻力：P=38.5MPa 12800kN

對底板的比壓：1.22MPa 操縱方式：本架操作

推移步距：900mm 推力/拉力：990/505kN

前后立柱各一根（雙收縮）：

柱徑： 230/220mm 行程：1790mm 工作阻力：P=38.5MPa 6400kN

調架平衡千斤一根：

柱徑：125mm 行程：740mm 推力/收力：387/208kN

頂梁側翻千斤八根：

柱徑：80/60mm 行程：465mm 推力：158kN

前/后梁千斤兩根：

柱徑：140/105mm 行程：600mm 推力：485kN

支護強度：0.56MPa 支架質量：17.3t

1.4 支架特點

（1）ZTC12800/20/38超前液壓支架體積小，頂梁和結構件底座方便分家，對于裝車、運輸、安裝都十分安全快捷，獨立的供回液系統便于人員操作，不影響工作面的液壓管路。（2）支架采用Z型連桿機構，可有效的改變支架的受力條件。兩架一組，支架頂梁和底座分別用兩根平衡調架千斤頂鉸接，使的兩個支架更加穩定，受力效果均衡。（3）頂梁和底座通過Z字型連桿機構連接，使的頂梁傳遞給底座的壓力的到較大的緩解，提高了支架對頂板條件的適應性。支架頂梁兩側安有可調的側翻梁，支護寬度500mm，每側的側翻梁由四個短柱千斤控制，通過伸長千斤根據巷道的實際調整支護寬度。（4）支架頂梁前后側均安裝有前、后梁各一個，長度1200mm，支架的支護長度可達8.12m，同時側翻梁可以加寬頂梁的支護寬度1000mm，支架的支護寬度可達1.9m，通過及時調整前、后梁和側翻梁，工作面機尾的端頭支架和超前液壓支架之間的空頂區域減少，有效的控制了頂板，使的支架具有良好的接頂性和護幫作用。（5）支架前后底座間采用推移千斤頂加十字頭連接，支架前移通過相互推移千斤頂實現互移，并且能夠適應巷道底板8度左右坡度起伏變化。（6）支架通過液壓油缸升緊頂梁來支撐巷道，具有很好的動壓讓壓特性，能與巷道圍巖壓力顯現相適應。支架順工作面推進方向順向安置，推移拉架一體化，與采煤循環布調一致，完全滿足工作面高產高效的要求。

2 現場實際應用的效果

馬蘭煤礦南翼下組8#煤采區18305工作面煤層平均厚4.05m，屬緩傾斜穩定可采煤層，工作面兩順槽無大的起伏坡度，并且底板相對平整。軌道巷側靠近已采18307工作面，采空區對軌道巷頂板來壓明顯（安裝過程中已出現）。超前液壓支架首先安裝應用在軌道巷順槽，工作面推移采煤現已700m，使用效果良好，有以下特點。

（1）替代了原來的帶帽點柱超前支護單體支柱，使的超前支護更加一體化、自動化，大大縮減了兩巷超前維護時間，減少了對工作面采煤的影響，提高了工作面的單產水平。（2）超前液壓支架的使用避免了人員在端頭處的空頂作業，并且架間距離寬度1230mm，支護高度3000mm以上，確保了安全出口暢通，運送物料、行人的安全。（3）超前液壓支架有效地控制了巷道的頂板，尤其對破碎頂板地段能夠很好的支護，防止了冒頂事故的發生。（4）使用超前液壓支架人員只需2～3人就可完成支護任務，比原來單體維護減少3～5人，減輕了超前維護人員的工作量，提高了工效，而且節約了反復維護所需的物料。

3 結語

超前液壓支架的推廣使用，不僅為工作面的端頭、超前范圍內創作安全、寬暢的作業環境，保障了人員、設備的安全，而且使得原有巷道支護安全性更好，提高了綜采工作面正規化、高效化、機械化開采效率。無論從安全的角度，還是效益的立場，都值得在全國有條件的煤礦推廣應用。

參考文獻

[1]煤礦安全規程[M].中國法制出版社，2011.

[2]朱真才，韓振鐸.采掘機械與液壓傳動[M].中國礦業大學出版社，2005.