三軟煤層綜放支架優(yōu)化設(shè)計(jì)探討

（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)金能煤業(yè)分公司綜采一隊(duì)，寧夏 石嘴山 753200）

三軟煤層綜放支架優(yōu)化設(shè)計(jì)探討

李發(fā)財(cái)

（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)金能煤業(yè)分公司綜采一隊(duì)，寧夏 石嘴山 753200）

以某礦Ⅲ010301工作面三軟煤層為工程背景，針對三軟煤層易片幫冒頂?shù)奶攸c(diǎn)，在原有平頂山ZF7800/18/35支撐掩護(hù)式支架選型的基礎(chǔ)上，增加前梁側(cè)護(hù)、改進(jìn)伸縮梁末端及護(hù)幫板結(jié)構(gòu)、針對受載時(shí)前梁局部開裂及全封閉式設(shè)計(jì)的伸縮梁滑道阻死，提出了針對性的建議，為工作面安全高效生產(chǎn)提供了一定的保障。

三軟煤層；前梁側(cè)護(hù)；伸縮梁；綜放支架

1 工程概況

Ⅲ010301綜放工作面切眼長度為172.5m，工作面走向長度為1398m，主采煤層3煤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，厚度8.45m～11.5m，平均9.28m，較穩(wěn)定，煤層傾角21o30ˊ～28°，平均23o20ˊ煤層普氏系數(shù)為f介于0.5～1.20，直接頂為泥巖，灰黑色，薄層狀，較破碎，最高厚1.7m，平均0.77m。基本頂為沙質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖，平均厚度2.78m，泥巖較破碎，直接底為砂質(zhì)頁巖，淺灰色薄層狀，節(jié)理發(fā)育，厚度為f=0.25，因此屬“三軟”煤層。

2 支架優(yōu)化設(shè)計(jì)

Ⅲ010301綜放面選用平頂山ZF7800 /18/35支撐掩護(hù)式支架，由于前期這臺支架前梁沒有側(cè)護(hù)，存在一定的安全隱患，后來從新改裝加上前梁側(cè)護(hù)，改裝后的支架在實(shí)際生產(chǎn)中存在很多問題，本文針對性提出了相應(yīng)的解決方案及建議。

2.1 前梁側(cè)護(hù)尺寸優(yōu)化

圖1 伸縮梁末端結(jié)構(gòu)原設(shè)計(jì)方案及實(shí)拍

前梁側(cè)護(hù)設(shè)計(jì)太高，達(dá)到570mm高，由于三軟煤層及容易引發(fā)片幫漏頂，一旦漏頂支架采高由作業(yè)規(guī)程要求的2.6m降到2.1m，有的甚至達(dá)到2.0m。導(dǎo)致采煤機(jī)過不去，所以支架側(cè)護(hù)不易過長，在實(shí)際生產(chǎn)中達(dá)到370mm（參考北京煤機(jī)和波蘭支架）剛好合適。

2.2 伸縮梁末端結(jié)構(gòu)優(yōu)化

由于煤層酥軟，采用支架頂鋪菱形網(wǎng)開采，而此支架伸縮梁與網(wǎng)接觸部分是直角，如圖1所示，在打出伸縮梁的時(shí)候容易頂網(wǎng)，將網(wǎng)頂扯在前梁端，所以在設(shè)計(jì)是應(yīng)該設(shè)計(jì)成平滑曲線，如圖2所示。

2.3 前梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.3.1 前梁局部開裂的優(yōu)化設(shè)計(jì)

前梁為伸縮梁設(shè)計(jì)滑道加固不結(jié)實(shí)，尤其是圖3（a）中A段和C段。在實(shí)際生產(chǎn)中伸縮梁打出，前梁承受不了伸縮梁負(fù)載，導(dǎo)致A部和C部開裂（A、C厚度為20mm鋼板），這種情況在開采一年之中出現(xiàn)十分之一的概率（總計(jì)115臺支架）。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)加固薄弱環(huán)節(jié)如圖4所示。

2.3.2 全封閉式滑道的設(shè)計(jì)優(yōu)化

前梁為伸縮梁設(shè)計(jì)的滑道，除了預(yù)留2個(gè)不到100×100mm見方的口外，其它采用全封閉式的設(shè)計(jì)，如圖5所示，A為預(yù)留口，導(dǎo)致伸縮梁在收縮過程中帶進(jìn)去的煤粒將伸縮梁阻死。阻死后的伸縮梁需要用高壓液體伸進(jìn)A口沖洗干凈煤粒后，方可伸縮自如。所以在后續(xù)生產(chǎn)中，經(jīng)常用乳化液高壓液體沖洗伸縮梁，導(dǎo)致工作面乳化液濃度達(dá)不到要求，致使液壓系統(tǒng)處于半癱瘓狀態(tài)，為安全生產(chǎn)埋下嚴(yán)重的隱患。建議設(shè)計(jì)成半封閉狀態(tài)，可參考波蘭支架。

圖2 伸縮梁末端結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

圖3 原前梁設(shè)計(jì)及支護(hù)使用后效果

2.4 護(hù)幫板結(jié)構(gòu)優(yōu)化

護(hù)幫板應(yīng)有倒角，防止收護(hù)幫板時(shí)尖角掛網(wǎng)、撤網(wǎng)，人員處理時(shí)占用生產(chǎn)時(shí)間。

結(jié)語

圖4 前梁加固示意圖

圖5 前梁剖面圖

本文針對Ⅲ010301綜放面選用的平頂山ZF7800/18/35支撐掩護(hù)式支架在生產(chǎn)實(shí)踐中遇到的無前梁側(cè)護(hù)防片幫漏頂、伸縮梁末端結(jié)構(gòu)問題及護(hù)幫板結(jié)構(gòu)問題，提出了相應(yīng)的解決方案，確保了工作面的安全高效生產(chǎn)。

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[3]李偉，詹振江.淮北礦區(qū)“三軟”極復(fù)雜煤層綜采技術(shù)研究與實(shí)踐[J].煤炭學(xué)報(bào)，2010（11）：1800-1808.

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