綜采工作面順槽超前液壓支架在馬蘭煤礦的應(yīng)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(yīng)用，以及其結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)參數(shù)和對采煤工作的巨大推動作用。

關(guān)鍵詞：超前支護 液壓支架 應(yīng)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?！睹旱V安全規(guī)程》第五十條明確規(guī)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(nèi)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(nèi)的巷道高度不得低于1.8m?！瘪R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(nèi)加打三排單體戴帽點柱，柱間排距1200×1000mm。人工架設(shè)、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(xiàn)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(shè)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(chǎn)極為不利。因此，馬蘭煤礦在總結(jié)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(yōu)點的基礎(chǔ)上，開采18305工作面應(yīng)用超前液壓支架，取得了成功。

1 超前液壓支架的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及技術(shù)參數(shù)

1.1 基本結(jié)構(gòu)

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(gòu)、底座、掩護梁焊接結(jié)構(gòu)件，及前后立柱、拉移千斤頂、頂梁側(cè)翻千斤頂、底座及頂梁側(cè)拉千斤等動力油缸和閥組管路組成。根據(jù)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(shè)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(tài)，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(huán)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(shù)參數(shù)

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(diào)架平衡千斤一根：

柱徑：125mm 行程：740mm 推力/收力：387/208kN

頂梁側(cè)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(zhì)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(jié)構(gòu)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(tǒng)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(gòu)，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(diào)架千斤頂鉸接，使的兩個支架更加穩(wěn)定，受力效果均衡。（3）頂梁和底座通過Z字型連桿機構(gòu)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(yīng)性。支架頂梁兩側(cè)安有可調(diào)的側(cè)翻梁，支護寬度500mm，每側(cè)的側(cè)翻梁由四個短柱千斤控制，通過伸長千斤根據(jù)巷道的實際調(diào)整支護寬度。（4）支架頂梁前后側(cè)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(cè)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(diào)整前、后梁和側(cè)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(qū)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(xiàn)互移，并且能夠適應(yīng)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(xiàn)相適應(yīng)。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(huán)布調(diào)一致，完全滿足工作面高產(chǎn)高效的要求。

2 現(xiàn)場實際應(yīng)用的效果

馬蘭煤礦南翼下組8#煤采區(qū)18305工作面煤層平均厚4.05m，屬緩傾斜穩(wěn)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(cè)靠近已采18307工作面，采空區(qū)對軌道巷頂板來壓明顯（安裝過程中已出現(xiàn)）。超前液壓支架首先安裝應(yīng)用在軌道巷順槽，工作面推移采煤現(xiàn)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(chǎn)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(yè)，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(fā)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(wù)，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(jié)約了反復維護所需的物料。

3 結(jié)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(nèi)創(chuàng)作安全、寬暢的作業(yè)環(huán)境，保障了人員、設(shè)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(guī)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(yīng)用。

參考文獻

[1]煤礦安全規(guī)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(yè)大學出版社，2005.