懸移支架在中平能化集團一礦戊—17020采煤工作面的應用

陳愷

摘 要：中平能化集團天安一礦在一水平戊-17020采煤工作面推廣應用了懸移支架，不僅提高了采煤工作面的單產(chǎn)，同時也提高了一礦一水平殘采工作面的機械化程度。一礦采煤一隊克服種種困難，在頂板壓力大、切眼坡度大等種種不利條件下成功完成了一水平戊-17020采煤工作面懸移支架的安裝。

關鍵詞：炮采工作面；懸移支架；效率

平頂山中平能化（集團）公司一礦是新中國成立后我國自行設計興建的第一座大型煤礦，1957年動工興建，1959年投產(chǎn)，礦井設計生產(chǎn)能力400萬t/a。目前礦井進入三水平生產(chǎn)，一水平為報廢水平，水平內(nèi)存在大量的采區(qū)煤柱和三角煤柱，這些煤柱由于寬度變化大、且賦存不穩(wěn)定，不適宜采用綜采工藝。同時集團公司二礦，三礦，四礦，七礦，十一礦等諸多礦井進入老齡化，存在和我礦同樣的問題。為了提高采煤機械化程度；提高礦井的采出率，合理回收出煤炭資源，同時改進原單體液壓支柱炮采工人勞動強度大，單產(chǎn)水平低，安全狀況差的弊端，礦井決定采用懸移支架放頂煤開采試驗，積累開采經(jīng)驗，以便今后回采殘留煤柱，提高煤炭采出率。

1 工作面概況

工作面為戊8-10-17020采面，采面采長68—130m，采面走向長1095m，煤厚6.5m，戊8戊9戊10合層，煤層傾角平均7.5度。面積102338m2，該采面位于落鳧山南坡，采面與地面建筑無影響。

工作面直接頂為灰及深灰色泥巖，厚6.6～10m，老頂為3.7m厚細粒砂巖，直接底為灰及深灰色泥巖，厚1.2m，含菱鐵質(zhì)結核；老底為淺灰色細粒砂巖，厚15m，夾有砂質(zhì)泥巖層。該采面內(nèi)局部地段戊8、戊9、戊10已回采。

工作面位于戊七采區(qū)西翼，采面炮采放頂煤工藝，沿戊10煤層底板推進。工作面回采中將經(jīng)過不同層位的老巷及大戊十水倉，水倉預計積水400m3.以往采用單體柱放頂煤工藝回采，支護形式為DZ2.2型單體柱，HDJA1.0型鉸接梁，或使用DZ2.2型單體液壓支柱配合2.4m長π型鋼梁支護，此種支護工藝落后，同時人工回柱，掛梁，工人勞動強度大，易發(fā)生掉頂、冒頂事故，安全系數(shù)較低，單產(chǎn)較低，經(jīng)濟效益較差頂板管理困難，同時對安全工作造成了很大的威脅。戊-17020工作面屬于開采不規(guī)則厚煤層放頂煤工作面，采面地質(zhì)條件差，上分層老巷多，斷層多，而且采長及煤厚不規(guī)則（最長134米，最短68米）（煤厚最薄處2.0米，最厚處6.0米），如使用綜采設備，兩巷及采面需進行整體翻修，開采投入成本大，開采困難。懸移支架恰恰基本解決了此問題。

2 懸移支架的優(yōu)點

ZH1600/16/24ZL型整體頂梁組合懸移液壓支架不僅有體積小、質(zhì)量小、易操作運輸安裝方便、投資少、適應性強等優(yōu)點，我礦還結合我礦采煤工作面的實際對其進行創(chuàng)新改造，較之單體液壓支柱，將會呈現(xiàn)以下優(yōu)點：

1、工作環(huán)境更加寬敞和安全。采煤工作面采用單體液壓支柱支護，柱子密集、空間狹窄，工作面人員集中、通行不暢；若采用懸移液壓支架后，將會使工作面安全環(huán)境大大改善，安全系數(shù)進一步提高，因為：①對頂板實現(xiàn)了全封閉，消除了頂板掉矸的不安全隱患； ②通過托梁系統(tǒng)將支架頂梁連接為一個整體，消除了倒架、翻架等不安全隱患； ③所有支柱均吊在頂梁上，消除了支柱倒翻傷人以及因放炮崩翻支柱造成空頂、冒頂?shù)炔话踩[患；④支柱柱鞋直徑大，泵站壓力高，支柱的初撐力和工作阻力大大提高，對頂板的控制程度明顯提高；⑤利用護幫板做到快速及時維護頂板，有效地消除了炮后空頂?shù)牟话踩[患；⑥利用擋矸板和頂網(wǎng)，有效地防止了老塘串矸；⑦移架速度快，實現(xiàn)雙向集中控制，人員無需站到切頂線附近；⑧支架僅有2排支柱，工作空間寬敞；⑨乳化液實現(xiàn)閉路循環(huán)，液體不浪費，工人不濕衣服。

2、有利于通風管理。采用單體液壓支柱支護，工作面為三排柱、兩排巷（機巷和人行巷），巷道斷面小，再加上材料擺放影響斷面，不利于通風管理；而采用懸移液壓支架支護，因其只有兩排支柱，工作面斷面將大為增加，而且無需擺放過多的材料，保證了風路暢通，為此，十分有利于通風管理。

3、大大降低職工的勞動強度。采用單體液壓支柱支護，其支護規(guī)格是每對棚子二梁五柱（端頭支護為二梁七柱），這就意味著職工每采一棚煤就要攛移兩根棚梁、搬挪五根支柱，加之工藝流程復雜，操作繁瑣，導致職工勞動強度太大；而采用懸移液壓支架進行支護，將會使職工的勞動強度大大降低，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）、采用懸移液壓支架支護比傳統(tǒng)的單體液壓支柱配鉸接頂梁或π型鋼梁減少了很多工序，如單體柱反復支、撤，頂梁反復拆移以及戧柱的支設等。所有支柱均不需要人工搬來搬去。

（2）、支護時，在掛聯(lián)好網(wǎng)后，工人只需扳動操作手把即可實現(xiàn)快速及時的維護好頂板。

（3）、移架簡單，移架速度快；工作面由于有端頭支架，管理比較簡單，工人操作只需扳動手把、即可完成移架工作，減去了人工回柱回梁等繁重的體力勞動。

3 懸移支架工作原理

1、工作原理

泵站的高壓乳化液，經(jīng)主進液管路送到工作面，并與每架支架相聯(lián)，然后導入支架，再通過操縱閥組分配到液壓缸，以完成支架需要的動作。從支架流回的低壓乳化液通過操縱閥組與回液截止閥由主回液管路流回泵站乳化液箱，供循環(huán)使用。

根據(jù)不同的采煤方法，將前移動作形式分為兩種：整體前移式、分步前移式。分步前移式：適用于放頂煤工作面或炮采工作面。這種形式的特點是放炮后支架能及時的支護前方頂板，工人作業(yè)環(huán)境安全。

2、回采工藝流程

打眼，裝藥放炮→伸開翻轉(zhuǎn)梁臨時支護→出煤→移架→放煤→移溜，移托梁

4 懸移支架在使用中的缺點

1、支架翻轉(zhuǎn)梁鋼板強度低，易損壞，翻轉(zhuǎn)梁的連接銷細，強度低易彎曲損壞，翻轉(zhuǎn)梁的伸縮千斤頂細，操作過程中壓力大時易彎曲損壞。拉架千斤頂后銷強度低，拉架過程中極易發(fā)生后銷切斷和彎曲現(xiàn)象。立柱柱窩與頂梁連接板的連接螺絲在伸立柱過程中，如作業(yè)人員操作不當（下扎大，應山大）時，極易切斷螺絲。解決辦法：翻轉(zhuǎn)梁鋼板強度，翻轉(zhuǎn)梁千斤頂加粗，翻轉(zhuǎn)梁各連接銷強度加強。拉架千斤頂后銷強度加強改進。立柱柱窩與頂梁連接板的連接螺絲加粗。

2、工作面上下巷壓力大。解決辦法：上下出口的端頭支護采用HDJA-1000型梁配DZ-25型單體柱支護，HDJA-1000型鉸接梁一根為一組，傾向棚共6組，一梁一柱，沿走向隨工作面推進前移，每次推進1.0米，每組梁間距為0.5米，規(guī)格：3.0×1.0×2.2（長×寬×高），在生產(chǎn)期間端頭的特殊支護必須始終超前正?；夭傻拿罕谝慌胚M行支護，并在上下出口配以木垛，木垛要求質(zhì)量：站在實底上，接頂接底，四角交叉點上下成直線，四角打好固定柱，用角楔打緊，木垛規(guī)格：2.0×1.2米（長×寬），沿傾斜方向長2.0米，木垛必須保證上下兩個平面。

5 使用懸移支架產(chǎn)生的社會效益：

1、使用懸移支架開采不規(guī)則厚煤層放頂煤回采的成功試驗，為類似開采條件提供了可供借鑒的技術經(jīng)驗，促進了礦井煤炭資源的開發(fā)。

2、通過試驗，我礦安全生產(chǎn)管理水平進一步提高，職工技術素質(zhì)也達到一個新的水平，為安全生產(chǎn)奠定了堅實的基礎。

3、回收出大量行將丟失的煤炭資源，為國家創(chuàng)造了巨大的財富。

4、減輕作業(yè)人員的勞動強度，改善了作業(yè)環(huán)境。

5、懸移支架開采不規(guī)則厚煤層放頂煤回采的成功試驗，將大力促進我礦“五優(yōu)”礦井建設。

6、懸移支架開采不規(guī)則厚煤層放頂煤回采的創(chuàng)水平技術達到先進水平，為其它單位開采殘余煤柱總結了一套可供借鑒的技術經(jīng)驗。

6 結語

懸移支架在中平能化集團天安一礦在一水平戊-17020采煤工作面的應用，使采煤工作面支護強度大幅提升，保證了安全生產(chǎn)，降低了工人的勞動強度，提高了采煤工作面的出煤效率和單產(chǎn)產(chǎn)量，同時也提高了一礦一水平戊-17020采煤工作面的機械化程度，改善了采煤工作面的作業(yè)環(huán)境，真正體現(xiàn)了以人為本的科技興礦方略，為中平能化集團今后提高殘采區(qū)回采率回收率用煤炭資源創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益奠定了堅實基礎。這不僅符合科學發(fā)展觀的時代要求，更是“以人為本”理念的具體體現(xiàn)！