ZY5000/16/35型掩護式液壓支架在新景公司的試用

李明鑫

（陽煤集團新景公司生產技術部，山西 陽泉 045000）

陽煤集團新景公司自投產以來，綜采工作面一直使用支撐掩護式支架支護頂板進行生產，為進行設備升級，科學管理頂板，引進了ZY5000/16/35型兩柱掩護式支架，并在3#煤蘆南一區71127工作面進行試用。試用期間，利用綜采工作面礦壓綜合數據處理系統，對工作面及其兩巷的礦壓顯現進行觀測，以便掌握3#煤蘆南區綜采工作面的礦壓顯現規律，從而對支架能否適應3#煤層地質條件，以及支架的工作性能、支架結構的合理性等指標進行評估。

1 71127綜采工作面地質概況

（1）井下位置及與四鄰關系

71127工作面位于蘆南一區南翼西部，東為71125工作面（已采），西為71128工作面（已采），北隔采區大巷與71126工作面（正采）相對，南部為礦界。

（2）工作面煤層情況

71127工作面所采3#煤層賦存穩定，結構簡單，一般含一層夾石。煤層以鏡煤亮煤為主，內生裂隙發育。煤層傾角2～12°，煤層厚度1.52～3.23m。

（3）煤層頂底板

71127工作面偽頂為深灰色的高嶺石泥巖，厚度0.26m，直接頂為灰黑色、性硬而脆、含大量植物化石碎片的砂質泥巖，厚度2.25m，老頂為灰白色、石英為主、長石次之的中粒砂巖，厚度2.78m。直接底為灰黑色，上部含砂量小、含大量植物根莖化石的砂質泥巖，厚度0.60m，老底為灰色、以石英為主、夾薄層泥質條帶的粉砂巖，厚度5.2m（參見圖1）。

2 工作面簡況

71127工作面走向長度474m，采長184m，共安裝ZY5000/16/35型掩護式液壓支架124組，兩端頭采用支設走向木棚梁管理頂板，勞動組織為“二九一六”制，平均日進2.4m，平均日產1539t，工作面支架單根立柱額定工作阻力為2500kN，平衡千斤頂下腔額定工作阻力為1275kN，平衡千斤頂上腔額定工作阻力為815kN（參見圖2）。

圖1 71127煤層頂底板柱狀示意圖

圖2 71127工作面狀況示意圖

3 工作面礦壓顯現簡析

（1）71127工作面初次來壓步距為34m，周期來壓步距最大為23m，最小為16m，平均為19m。來壓期間支架立柱最大工作阻力為5230kN，最小為2914kN，平均為3980kN，平衡千斤上腔最大為830kN，平衡千斤下腔最大為1306kN，見表1。

（2）該型支架的額定工作阻力為5000kN，從此次觀測數據可知，支架的工作阻力在頂板初次來壓、周期來壓期間有40%都超過了5000kN，其他時間支架的工作阻力都小于5000kN。

（3）本工作面煤壁片幫不嚴重，最大片幫深度為400mm。

（4）根據礦壓觀測結果，工作面進風順槽超前壓力的影響范圍為120m，在距采線60～80m時順槽開始有相對較大的變形，尤其是處于鄰近工作面采空區段的巷道變形破壞相當嚴重，兩幫移近量的最大值為950mm，頂底板移近量的最大值為700mm。

表1 71127工作面礦壓顯現一覽表

4 ZY5000/16/35型兩柱掩護式支架的評價和分析

圖3 ZY5000/16/35掩護式支架示意圖

（1）ZY5000/16/35型兩柱掩護式支架與四柱型支撐掩護式支架相比較的優點：

① 該型支架使用本架操作，簡化了液壓系統，操作方便快捷。

② 該型支架液管少，跑、冒、滴、漏現象大大減少，減輕了支架維檢工的維修量。

③ 該型支架裝有伸縮前探小梁，對工作面頂板能夠及時有效地維護，控制端面距，很好地控制了頂板的塌落，尤其是工作面滾幫煤大時效果更佳。

④ 該型支架增加了抬底千斤頂，提高了提架速度，大大降低了工人勞動強度，提高了安全系數，以往提架，人工使用單體柱或木頭進行操作，既費力又費時，且必須停機停溜。

⑤ 該型支架推移千斤的推拉力較大（拉架力達到529kN），提高了推溜移架的速度，增加了機組的割煤時間。

⑥ 該型支架的平衡千斤頂，通過控制頂梁與掩護梁相對位置，調整整個支架很好地適應頂板壓力變化，使支架保持平衡，合理承受頂板壓力。

⑦ 由于該型支架減少了兩根支撐后立柱，使得支架的操作簡單方便，在兩根立柱伸起的同時，支架能夠一次性達到平衡狀態，簡化了伸架時，四柱支撐掩護式支架的四根立柱都需要調整的繁瑣步驟。

⑧ 該型支架的底座為分體剛性底座，由左右兩部分組成，排矸性能好，能夠適應起伏不平的工作面底板。

（2）ZY5000/16/35型兩柱掩護式支架與四柱型支撐掩護式支架相比較的缺點：

① 該型支架質量分布不均，前重后輕，尤其是采下坡時易發生栽頭現象，支架工必須協調好立柱和平衡千斤，使支架仰角符合要求。

② 該型支架的立柱和安全閥質量存在問題，工作面回采期間，造成數量近1/3的支架（工作面共有124架）先后在頂板三次周期來壓時出現集中偷降，并把主液管擠壓斷裂。

③ 根據礦壓觀測，在整個回采期間，數量占1/3的支架的兩根立柱受力都很小，甚至有的測力儀顯示數值為零，另一部分數量占1/3的支架兩根立柱的支承力差距較大，有的甚至出現一根立柱支承壓力增加的同時，另一根立柱的支承力反而減小，造成了支架立柱受力不均的狀況，說明支架大部分立柱存在質量問題。

④ 支架的大部分安全閥存在質量問題，在工作面頂板來壓荷載超過支架額定工作阻力時，立柱卸壓后，安全閥出現不能及時關閉，甚至不關閉的現象，在9月1日零點班、10月4日中午班和12月7日中午班三次工作面部分支架在受壓的情況下集中出現立柱緩慢卸載回縮，不能有效支撐頂板的情況。

⑤ 根據礦壓觀測結果及支架受力分析，有質量問題的支架都處在工作面支架出現大面積偷降的區域，這充分說明支架的質量問題是造成工作面回采期間出現大面積支架偷降，不能支護頂板的主要原因。

5 結語

ZY5000/16/35型兩柱掩護式液壓支架從結構上改善了支架的受力狀況，使得支架的承載力大部分集中在兩根立柱上，平衡千斤則主要起到調節支架平衡的作用，該型支架在移架時，操作簡單、方便、容易；該型支架裝有箱形結構的內伸縮前探梁，能在支架拉架前起到很好的臨時支護作用，及時有效地防止破碎頂板冒落，提高了安全系數和生產效率，為礦井的高產高效創造了有利條件。