ZF7800型液壓支架的應用及支護分析

雷曉林

（陽泉煤業（集團）有限責任公司一礦， 山西 陽泉 045008）

引言

陽煤一礦是集團公司的主要生產礦井，核定生產能力為750萬t/年，主要開采15號煤層，采用綜采放頂煤工藝。在多年的生產中，工作面主要配備為四柱式放頂煤液壓支架。該式支架存在前后立柱受力不均等支護問題，影響了頂板的支護安全和效果。為解決四柱支撐放頂煤支架在使用中受力狀況不佳，和現場適應性差的問題。根據近年液壓支架發展的趨勢，在81106工作面進行兩柱式放頂煤支架工業試驗，取得了很好的效果。

1 工作面概況

81106工作面井下位于十一采區輔助回風巷以南，81104工作面（已采）以東，S8310工作面（已采）以北，81107工作面以西。本工作面上方有三礦3號煤層 72011、72012和一礦 3號煤層 71504、71506、71306、71305、71304工作面采空區。工作面所采煤層為15號煤，該工作面走向長度1413 m，傾向長度220 m，傾角 3°。

本工作面煤層賦存穩定，結構簡單，煤層總厚度最大7.72 m，最小5.06 m，平均厚度6.12 m。煤層節理發育。煤層中含一層夾石，分布在煤層的上部，厚度為0.14 m左右。俗稱“八寸石”，賦存穩定。

該區域總體構造形態為單斜構造，局部地段發育有次一級的向、背斜構造。該區域煤層傾角最大13°，最小1°，一般為6°左右。本工作面在掘進過程中共揭露12個陷落柱，10條撓曲及3條斷裂構造。煤層頂底板情況如表1所示。

表1 煤層頂底板情況表

2 液壓支架基本形式與技術參數

液壓支架全封閉式管理頂板，自移支架放頂，采空區處理方法為全部垮落法，移架步距0.8 m，本工作面使用142組ZFY7800/17/30D型支撐掩護式放頂煤支架，機頭、尾各3組ZFG7000/18/32D型過渡支架管理頂板，ZFD25000/20/38H型端頭支架1組。

2.1 支架的基本形式

液壓支架為ZF7800型支撐掩護式放頂煤支架,最小控頂距5.229 m，最大控頂距為6.029 m，循環進度和放煤步距0.8 m，支架中心距為1.5 m，端面距0.34 m。工作面的端面距要符合作業規定，工作面傘檐長度大于1 m時，其最大突出部分不超過200 mm，傘檐在1 m以下時，最突出的部分不超過250 mm。工作面采用支架頂梁護頂方式，采用操縱閥本架操作支架。

2.2 液壓支架技術參數（見表2）

表2 ZF7800型液壓支架主要技術參數

3 液壓支架操作注意事項

液壓支架工必須經過專業培訓、考試合格，取得操作資格證，持證上崗，支架工必須佩帶個人防護用品。支架工操作支架時，其他人員不得通過。支架工必須熟悉支架的結構、原理、液壓系統、采煤工藝。嚴格按照支架說明書的要求操作。在更換液壓元件或液管時，必須先關閉斷流閥或停泵，然后對支架液壓系統釋放壓力，將本架閉鎖后方可進行操作。移架前應認真清理好閥組、推拉道及架前浮煤、浮矸，檢查支架及各千斤頂的液壓管路完好情況，如有損壞應及時更換處理。同時檢查支架支護狀態，檢查煤幫、頂板安全情況，對咬架、倒架、前后錯差等應提前處理完畢。操作過程中當出現操縱閥失靈或者出現誤操作時，要先閉鎖本架再仔細查找原因，及時排除故障，否則不得操作支架。當工作面頂板漏矸或來壓的的時候，及時帶壓移架，伸出伸縮梁或提前過架。支架工在支架立柱和刮板輸送機之間行走時，要注意片幫煤和被滾筒割煤蹦出的煤塊，以防傷人。

4 工作面礦壓觀測數據及分析

4.1 頂板來壓步距判斷

通過對工作面架后頂板觀察81106工作面直接頂初次跨落步距27 m，工作面基本頂初次來壓步距57.5 m，在觀測范圍內，工作面頂板周期來壓步距8.5 m。

4.2 基本頂來壓強度

動壓系數反映了基本頂來壓強度的大小，根據液壓支架工作阻力監測數據，81106工作面動壓系數為1.1，來壓強度緩和。

4.3 支架受力情況

經過統計及分析，液壓支架初撐力最大為33.46 MPa，均值為27.01 MPa；支架初撐力較高，能為工作面較大初撐力。循環末工作阻力最大為39.88 MPa，均值為27.30 MPa；液壓支架受力均衡平穩。綜采支架工作狀態正常，支架設計初撐力得到較好的發揮，部分支架最大循環末阻力已達到額定阻力的95%，支架的額定能力已得到充分發揮。

5 應用效果分析

81106工作面選用支架合理支護強度為863.83 kN/m2，而該支架額定支護阻力為7800 kN，其支護強度在863.83 kN/m2以上，可見ZF7800-17/32D支架達到了頂板支護的強度要求。

使用兩柱式液壓支架后，頂板支護強度明顯加強，液壓支架立柱受力均衡平穩，能提供較高初撐力，支護性能發揮較好，支架的適應性明顯提高，工作面片幫、塌頂現象明顯減小，立柱數量較四立柱支架減少50%，減少了支架的維修量，減輕了工人的勞動強度，提高了工作面人員、設備的安全系數，大幅度提高了工作面的單產。