超前支護支架在放頂煤工作面回風巷中的應用

張江林

(晉城煤業(yè)集團成莊礦,山西晉城 048021)

超前支護支架在放頂煤工作面回風巷中的應用

張江林

(晉城煤業(yè)集團成莊礦,山西晉城 048021)

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針對原放頂煤工作面端尾超前支護采用單體液壓支柱配合頂梁存在的問題,采用超前支護支架進行端尾超前支護,支護強度高、移動方便,節(jié)省支護時間,取得了顯著效果。

超前支護;支架;應用

傳統(tǒng)的放頂煤工作面回風巷超前支護主要以單體液壓支柱配合梁體支護,根據(jù)巷道斷面及頂板壓力情況確定支護參數(shù),以確保安全出口的暢通。但是在特殊地質(zhì)條件和相鄰工作面開采時,單體液壓支柱配合梁體進行超前支護的局限性逐漸表現(xiàn)出來,支護強度低,支護速度慢,勞動強度大,投入成本高,安全性差,工序復雜,需要人工多,容易引發(fā)事故。而采用超前支護支架對放頂煤工作面回風巷超前支護段進行支護,既提高了頂板支護強度,又減輕了工人勞動強度,移動方便,減少了超前支護影響時間,有很好的推廣應用價值。

1 超前支護支架工作方式

超前支護支架工作方式是利用錨固架和第 1組超前支架互為支點前移,第 2組超前支架和第 1組超前支架互為支點前移,第 3組超前支架和第 2組超前支架互為支點前移,每 1組超前支架由左右 2架組成,移動時,左右架體邁步自移?；仫L巷超前支護支架配套情況如圖 1。

回風巷超前支架組工作流程:采煤機割到機尾

距離超前支架插板約 1.5m時,收 3號超前支護支架挑梁插板→采煤機割透機尾煤幫后,往機頭方向返回約 30m→推前溜機尾→拉 1號排尾架→拉后溜機尾→前移 3號超前支架→采煤機進刀→往機頭方向割煤→推前溜機尾→拉 1號排尾架→拉后溜機尾→前移錨固架→拉 1號超前支架→拉 2號超前支架→拉 3號超前支架 (伸出挑梁插板)→前移錨固架→拉1號超前支架→拉 2號超前支架 (為下一循環(huán)做好了準備工作)。

2 超前支護支架和錨固支架

每組超前支護支架主要由底座、頂梁、挑梁、二連桿、四連桿等組成,其中頂梁和底座分別有 2段鉸接而成,頂梁前后端分別設置 1根可伸縮的挑梁,通過增設二連桿和四連桿提高支架穩(wěn)定性和抗扭功能,其結(jié)構(gòu)見圖 2。錨固支架主要由底座、頂梁、立柱組成,其結(jié)構(gòu)見圖 3。

圖2 超前支護支架結(jié)構(gòu)

3 超前支護支架和錨固支架工作原理及結(jié)構(gòu)特點

3.1 工作原理

超前支護支架和錨固支架是利用架間互為支點,邁步整體前移,滿足超前支護距離不少于 20m的要求,并和工作面支架推移步距、采煤機截深和回風巷斷面相配套。

圖3 錨固支架結(jié)構(gòu)

3.2 超前支護支架結(jié)構(gòu)特點

(1)采煤機運行到工作面尾部時,僅需移動 3號超前支護支架挑梁插板就可保證割煤空間;在采煤機向機頭割煤過程中,前移錨固支架和超前支護支架,為下一循環(huán)做好準備工作,提高了采煤機開機率。

(2)超前支架底座間增設調(diào)節(jié)千斤頂,同時在頂梁上也增設調(diào)節(jié)千斤頂,根據(jù)使用需要隨時可以拆卸。

(3)錨固支架過道大、穩(wěn)定、移架方便、不扎底,設有拉架位置。

(4)錨固支架底座前后兩側(cè)都設計為船形結(jié)構(gòu),提高底座適應底板能力。

(5)錨固支架底座、頂梁與立柱間均采用萬向節(jié)連接,提高適應頂板變化的能力。

(6)錨固支架底座兩側(cè)增設調(diào)節(jié)千斤頂,可對錨固支架前移軌跡進行調(diào)整。

4 兩種超前支護工藝比較

4.1 打單體液壓支柱和木梁聯(lián)合支護工藝

(1)支護強度低,有時底板煤軟時,單體液壓支柱容易鉆入底板內(nèi),造成回柱困難,安全性差,極易發(fā)生安全事故,存在安全隱患。

(2)超前支護工作量大,勞動強度高,投入人力多,支護效率低,嚴重制約礦井的高產(chǎn)高效。

(3)超前支護時間長,造成采煤機開機率低。

(4)投入成本高,木梁為一次性,單體液壓支柱損害嚴重,造成噸煤成本增加。

4.2 超前支護支架工藝

(1)實現(xiàn)了采煤工作面超前支護的機械化,是采煤工作面超前支護形式的一次創(chuàng)新和革命。

(2)采用手動操作邁步交替自移,實現(xiàn)機械化超前支護。

(3)超前支架頂梁、底座分別由 2段箱形結(jié)構(gòu)連接,支架穩(wěn)定性好。

(4)四連桿機構(gòu)與二連桿的設置,為超前支架具有良好的穩(wěn)定性和運動軌跡提供保證。

(5)超前支架頂梁前后均設置回轉(zhuǎn)挑梁,并帶伸縮梁,有較強頂板適應能力和及時支護能力。

(6)具有較強的防倒與調(diào)架功能。

(7)具有適應頂板歪斜的能力。

(8)在保證左右架間頂板支護的前提下,左右架間具有較大的可調(diào)節(jié)范圍。

(9)操作控制閥組,支架就能移動,工人勞動強度明顯降低。

(10)自動化程度高,便于采面單產(chǎn)的進一步提高。

(11)整架移架方便,工效明顯提高。

5 發(fā)展方向

隨著社會的發(fā)展,礦井原煤產(chǎn)量需大幅度提高,同時噸煤成本應嚴格控制,以追求最佳的經(jīng)濟效益,該超前支護工藝適應發(fā)展的需要,有很好的推廣應用前景,將對回風巷超前支護提供很好的發(fā)展平臺。本設備將有力地推動超前支護工藝技術的發(fā)展,進一步提高采面單產(chǎn),加快礦井高產(chǎn)高效建設,以適應社會發(fā)展的需要。

[責任編輯:林 健]

TD355.4

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1006-6225(2010)05-0071-02

2010-04-27

張江林 (1975-),男,山西晉城人,機械工程師,晉城煤業(yè)集團成莊礦機電室工作。