王 強(qiáng)

(皖北煤電集團(tuán)公司 恒源股份機(jī)械總廠，安徽 宿州 234000)

超前液壓支架在綜采工作面的應(yīng)用

王 強(qiáng)

(皖北煤電集團(tuán)公司 恒源股份機(jī)械總廠，安徽 宿州 234000)

針對錢營孜煤礦綜采工作面機(jī)巷頂板傾角大、轉(zhuǎn)載機(jī)外形寬等條件，左右兩列交替邁步前移式支架已不能滿足機(jī)巷超前支護(hù)要求，進(jìn)而研發(fā)了寬體橫向頂梁可上下擺動的架型，該架型滿足了傾斜頂板巷道和矩形巷道的超前支護(hù)需要，支護(hù)過程有效避免了與轉(zhuǎn)載機(jī)的干涉，為兩巷實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動化超前支護(hù)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，取得了巷道支護(hù)技術(shù)新突破，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

超前液壓支架；超前支護(hù)；機(jī)械化

Application of Roadway Advanced Hydraulic Support in Fully Mechanized Coal Mining

以單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁是以往綜采工作面兩巷超前支護(hù)最為常用的支護(hù)形式[1-5]，對于巷道斷面小、兩巷壓力不大的巷道，該超前支護(hù)形式基本滿足生產(chǎn)需要， 但單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁的支護(hù)方式存在安全性差及工人勞動強(qiáng)度大等弊端，同時該支護(hù)方式還存在支護(hù)強(qiáng)度低、支護(hù)速度慢、容易扎底、移動困難和投入成本高等缺點(diǎn)[6-8]。巷道超前支護(hù)液壓支架從設(shè)計(jì)源頭克服了以上缺點(diǎn)，為兩巷實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動化超前支護(hù)奠定了基礎(chǔ)，是綜采工作面兩巷超前支護(hù)形式的變革。針對錢營孜煤礦綜采工作面兩巷的特點(diǎn)，選用合理的巷道超前支護(hù)液壓支架，對于提高綜采工作面生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度及減少安全事故都有著重要意義。

1 巷道超前支護(hù)液壓支架的架型選擇

錢營孜煤礦主要可采煤層屬于典型的“三軟”煤層，煤層軟、頂?shù)装鍘r性差，頂板角度大，在巷道超前支護(hù)液壓支架的選型方面錢營孜煤礦配合設(shè)計(jì)院所做了較為全面的調(diào)研和論證。

1.1 架型介紹

目前巷道超前支護(hù)液壓支架的架型主要有以下幾種：

(1)左右兩列交替邁步前移式支架，左、右兩架成一組使用，機(jī)、風(fēng)巷均可使用。

(2)寬體橫向頂梁可上下擺動架型，可適應(yīng)多種巷道斷面，多用于機(jī)巷，如圖1所示。

圖1 可上下擺動架型

(3)寬體順向頂梁可四外伸展支護(hù)架型，多用于斷面較大、條件較好的風(fēng)巷。

(4)橫向多列整架由后向前大循環(huán)移架架型，多用于礦壓較大、頂板破碎的風(fēng)巷。

(5)整體框架順向交替支護(hù)特殊巷道超前支護(hù)架型，多用于斷面較大、條件較好的機(jī)巷。

1.2 架型選擇

錢營孜煤礦32煤頂板直接頂以深灰色泥巖為主，平均厚約1.02m，局部地段為深灰色粉砂巖；局部地段有偽頂泥巖，厚約0～1m左右；基本頂為泥巖或粉細(xì)砂巖；32煤直接底為一層泥巖，平均厚約1.54m；基本底為粉砂巖，局部為細(xì)砂巖或泥巖。風(fēng)巷寬度4.2m， 機(jī)巷寬度4.8m。根據(jù)錢營孜煤礦巷道具體情況，結(jié)合巷道超前支護(hù)液壓支架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，風(fēng)巷選用左右兩列交替邁步前移式支架；因刮板輸送機(jī)采用交叉?zhèn)刃缎遁d方式，轉(zhuǎn)載機(jī)寬度較大，因此選用寬體橫向頂梁可上下擺動架型。

2 巷道超前支護(hù)液壓支架的主要參數(shù)與特點(diǎn)

鑒于左右兩列交替邁步前移式超前支護(hù)液壓支架應(yīng)用較為普遍，本文主要介紹機(jī)巷用寬體橫向頂梁可上下擺動架型超前支架，其外形如圖2所示。

圖2 機(jī)巷用寬體橫向頂梁可上下擺動超前支架外形

2.1 支架主要技術(shù)參數(shù)

表1為支撐掩護(hù)式支架主要技術(shù)參數(shù)。

表1 支撐掩護(hù)式支架主要技術(shù)參數(shù)

2.2 支架主要特點(diǎn)

該型支架在機(jī)巷橫向布置，頂梁可上、下擺動，4架連成一組使用；前、后架底座間通過連接頭、移架千斤頂相連，推前架移后架。其主要特點(diǎn)：

(1)寬體橫向頂梁可上下擺動架型支護(hù)空間較大，有效地解決了交叉?zhèn)刃妒睫D(zhuǎn)載機(jī)對支護(hù)空間的要求，避免了超前支護(hù)液壓支架與轉(zhuǎn)載機(jī)的干涉。

(2)底座為寬體底座，底板比壓較??；頂梁為寬體頂梁，護(hù)頂面積大。

(3)頂梁結(jié)構(gòu)可適應(yīng)多種形式巷道斷面；如矩形巷道、拱形巷道、異形巷道等。

(4)支架采用伸縮套筒式穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，單架長度小，對走向起伏變化的適應(yīng)能力強(qiáng)。

(5)行人和操作空間均在架內(nèi)，增加行人和操作人員的安全性。

3 巷道超前支護(hù)液壓支架在井下使用情況

錢營孜煤礦綜采面機(jī)、風(fēng)兩巷所用巷道超前支護(hù)液壓支架在井下應(yīng)用情況良好，主要體現(xiàn)在：

(1)在綜采工作面頂板周期來壓過程中，巷道超前支護(hù)液壓支架實(shí)現(xiàn)了對巷道頂板的有效支撐，保證工作面的安全生產(chǎn)。

(2)兩巷采用超前支護(hù)液壓支架支護(hù)，巷道在超前采動壓力作用下，其圍巖變形量在允許范圍內(nèi)處于穩(wěn)定狀態(tài)，對巷道兩幫及頂?shù)装宓囊平孔畲笾颠M(jìn)行測量均符合生產(chǎn)要求。

(3)機(jī)巷超前支架能與轉(zhuǎn)載機(jī)、端頭支架合理配套，并能有效地保證巷道超前特種支護(hù)段作業(yè)人員和設(shè)備的安全。

(4)支架通過移架千斤頂連接，依靠前后支架互為支點(diǎn)，隨著綜采工作面的推進(jìn)，可以向前快速推移，滿足了安全高效工作面的生產(chǎn)要求。

(5)支架的頂梁、底座、護(hù)壁板等可根據(jù)巷道斷面形狀進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，具有良好的接頂性能和護(hù)頂能力。

機(jī)巷用超前支護(hù)液壓支架隨后期巷道高度增加和原傾斜頂板錨帶網(wǎng)支護(hù)改為矩形兩上角圓弧過渡U型鋼梁支護(hù)等變動情況進(jìn)行了2次改進(jìn)。

(1)將支架最大支撐高度由3.5m增加到3.8m，采用雙伸縮后立柱和伸縮套將支架最低支撐高度由2.5m降低到2.3m，擴(kuò)大了支架的高度適用范圍。

(2)移架千斤頂缸徑和桿徑由原φ140/85加大到φ160/105，增大了推力和拉力。

(3)前立柱在頂梁鉸點(diǎn)位置前移，增強(qiáng)支架對煤幫側(cè)支護(hù)效果；同時將頂梁長度縮短，取消后部伸縮梁和擋板，以適應(yīng)巷道斷面變化。

機(jī)巷用超前支護(hù)支架上述2次改進(jìn)效果良好，適應(yīng)了巷道變化，改善了支架性能。另外在沿空留巷巷道，機(jī)巷采用U型棚支護(hù)的特殊情況下，仍使用該型支架，在第3，4支架之間拆掉U型棚鋼梁，順利完成與端頭液壓支架及工作面處平面頂板的過渡與搭接。 布置如圖3所示。

圖3 整體布置

4 結(jié)束語

隨著我國大多數(shù)礦井采深的增加，地壓明顯增大，綜采工作面兩巷超前壓力越來越顯現(xiàn)，巷道超前支護(hù)液壓支架已基本解決了兩巷超前支護(hù)要求，但針對不同的煤層賦存條件、巷道斷面及機(jī)巷設(shè)備配置等因素又對巷道超前支護(hù)液壓支架提出越來越高的要求。

本文主要介紹了寬體橫向頂梁可上下擺動型超前支架在錢營孜煤礦應(yīng)用的實(shí)例，該型超前支架是根據(jù)錢營孜煤礦綜采工作面機(jī)巷特殊條件所研制，實(shí)際使用效果達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期。該型巷道超前支護(hù)液壓支架在機(jī)巷斷面、角度較大，轉(zhuǎn)載機(jī)尺寸較寬的綜采工作面具有較高的推廣價(jià)值。

寬體橫向頂梁可上下擺動型超前支架雖然解決了特殊條件下機(jī)巷超前支護(hù)要求，但仍未解決“U”型棚支護(hù)巷道替棚難度大的問題，下一步在設(shè)備改進(jìn)過程中需對“U”型棚替棚方面進(jìn)行研究。

[1]倪興華，苗素軍，楊永杰，等.綜放工作面端頭及順槽超前液壓支架支護(hù)技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2008.

[2]王國法.放頂煤液壓支架與綜采放頂煤技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2010.

[3]徐亞民.付村煤礦綜放工作面回采巷道超前支架支護(hù)實(shí)踐[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2010，38(7)：35-37.

[4]王朗朗，劉混舉.兗州礦區(qū)綜放面端頭及兩巷超前液壓支架研制與應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2014，35(5)：10-12.

[5]羅 文.工作面順槽超前液壓支架的研制及應(yīng)用[J].煤炭工程，2009，41(11)：98-99.

[6]張崇宏.兗州礦區(qū)綜放面端頭及兩巷超前液壓支架研制與應(yīng)用[J].煤礦開采，2010，15(3)：80-81.

[7]喬中棟，李海寧.一種新型綜放(采) 工作面端頭液壓支架[J].煤礦開采，2006，11(3)：31-33.

[8]鄭旭鶴.ZTC超前液壓支架在大采高綜采工作面中的應(yīng)用[J].煤炭與化工，2013，36(8)：68-69.

[責(zé)任編輯：徐亞軍]

2016-10-21

10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2017.03.009

王 強(qiáng)(1976-)，男，黑龍江齊齊哈爾人，工程師，主要從事煤礦機(jī)電技術(shù)工作。

王 強(qiáng).超前液壓支架在綜采工作面的應(yīng)用[J].煤礦開采，2017，22(3)：30-31.

TD355.42

B

1006-6225(2017)03-0030-02