一種新型液壓支架推移板裝置在老石旦煤礦的實(shí)踐

李曉旭

摘要：針對(duì)采煤工作面受到煤層地質(zhì)條件變化的影響，液壓支架發(fā)生傾斜、咬架和液壓支架與刮板運(yùn)輸機(jī)的十字頭連接處經(jīng)常頻繁斷裂、液壓支架推拉桿與刮板輸送機(jī)連接孔錯(cuò)位較大無(wú)法連接的實(shí)際情況研制出一種新型液壓支架推移板裝置，并闡述了新型液壓支架推移板裝置的工作原理和使用注意事項(xiàng)，在老石旦煤礦031604工作面進(jìn)行了試驗(yàn)應(yīng)用，收到了良好的使用效果，提高了走架推溜效率，保障了工作面的安全、高效地生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：液壓支架；推移板裝置；實(shí)踐與應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.32.092

1引言

煤炭是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的支柱，煤礦的安全高效生產(chǎn)是源源不斷提供煤炭的基礎(chǔ)，井工煤礦占我國(guó)煤礦數(shù)量比重的90%以上，所以井工煤礦安全高效生產(chǎn)是原煤生產(chǎn)的重中之重。井工煤礦的原煤生產(chǎn)主要依靠綜采或綜放工作面，工作面的設(shè)備狀況和地質(zhì)條件直接煤礦的原煤產(chǎn)量。液壓支架作為采煤工作面的鋼鐵長(zhǎng)城，不僅支撐著工作面上覆礦山壓力，而且保障著作業(yè)空間的安全。故液壓支架是回采工作面最主要的設(shè)備之一，其良好的工況對(duì)煤礦的安全高效生產(chǎn)有著直接影響。傳統(tǒng)的液壓支架與刮板輸送機(jī)間的十字頭連接，在使用過(guò)程中由于受到煤礦井下煤層地質(zhì)賦存條件的瞬時(shí)變化，煤層傾角、厚度變化對(duì)采煤工作面設(shè)備布置的影響，例如當(dāng)煤層傾角增大時(shí)，工作面液壓支架傾角也隨之增大，液壓支架自身重力沿煤層底板方向分力也增大，易導(dǎo)致液壓支架發(fā)生傾斜，相鄰液壓支架擠架、咬架，所以十字頭連接處經(jīng)常頻繁斷裂、液壓支架推拉桿與刮板輸送機(jī)連接孔錯(cuò)位較大無(wú)法連接等問(wèn)題。為此需經(jīng)常更換十字頭或采用刮板鏈進(jìn)行軟連接，致使液壓支架工況差，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)系數(shù)增高等問(wèn)題。如何破解這個(gè)難題是綜采或綜放工作面實(shí)際生產(chǎn)中急需解決的問(wèn)題。

2提出問(wèn)題

針對(duì)這種情況我們積極探索如何能夠設(shè)計(jì)一種裝置來(lái)及時(shí)糾正傳統(tǒng)十字頭連接僅固定在刮板輸送機(jī)一個(gè)點(diǎn)上的缺陷，有效的對(duì)傾斜支架在拉架過(guò)程中提供一個(gè)向上的拉力，避免支架沿底板下滑，造成支架傾斜或擠架等現(xiàn)象發(fā)生，終于研制出了一種新型液壓支架推移板裝置。該裝置改變傳統(tǒng)支架傾斜時(shí)，需要單體液壓支柱、刮板鏈等設(shè)備配合將支架扶正，確保了扶正液壓支架過(guò)程中的安全，提高了扶正支架的速度，減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，為煤礦井下采煤工作面的安全生產(chǎn)構(gòu)筑起一道牢固的安全防線。

3分析問(wèn)題

傳統(tǒng)的十字頭通常是每架液壓支架的推拉桿對(duì)應(yīng)一節(jié)刮板輸送機(jī)溜槽上的一個(gè)連接孔。當(dāng)工作面平緩、刮板輸送機(jī)不下滑時(shí)，可以保證液壓支架和刮板輸送機(jī)的工況良好。當(dāng)工作面傾角發(fā)生變化，出現(xiàn)褶曲構(gòu)造，或刮板輸送機(jī)下滑時(shí)，液壓支架的推拉桿與刮板輸送機(jī)溜槽上的連接孔將會(huì)出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致十字頭受力增大，甚至斷裂。故傳統(tǒng)的十字頭連接是單一的點(diǎn)連接，對(duì)工作面條件變化、地質(zhì)條件變化和刮板輸送機(jī)的下滑等適應(yīng)能力較差，傳統(tǒng)的十字頭連接如圖1所示。

4解決問(wèn)題

4.1礦井及工作面概況

老石旦煤礦隸屬于神華集團(tuán)烏海能源有限責(zé)任公司，核定生產(chǎn)能力150萬(wàn)噸/年，礦井采用斜井—立井混合式開(kāi)拓方式，采用單一水平采區(qū)式開(kāi)采，目前主采北三采區(qū)12#、16#煤層，在12#煤層布置一個(gè)綜采工作面，16#煤層布置兩個(gè)綜放工作面。

礦井采用中央分列式通風(fēng)，全礦有4個(gè)井筒，主、副井、北三風(fēng)井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)?；仫L(fēng)立井安裝了兩臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)，一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)備用，雙電源供電，型號(hào)均為FBCDZ№23，功率2*132kW。礦井4月份風(fēng)量測(cè)定：總進(jìn)風(fēng)量為5021m3/min，總回風(fēng)量為5191m3/min；礦井通風(fēng)壓力1950Pa，礦井通風(fēng)等積孔為24m2。礦井有效風(fēng)量率為873%。

2014年礦井瓦斯等級(jí)鑒定，瓦斯絕對(duì)涌出量為549m3/min，相對(duì)涌出量207m3/t，屬瓦斯礦井。礦井防滅火系統(tǒng)以注氮防滅火為主、噴灑阻化劑為輔，并安裝了束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)易發(fā)火地點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。2014年6月煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院鑒定該礦自燃傾向等級(jí)鑒定結(jié)果為12#、16#煤層均為Ⅱ類(lèi)自燃煤層；最短自然發(fā)火期分別為12#煤層：59天、16#煤層：63天。井田內(nèi)煤層煤塵均有爆炸性，屬易自燃煤。該礦031604綜放工作面位于北二16#運(yùn)輸下山左翼，其東北為北二16#運(yùn)輸下山，東北、北西為未開(kāi)采區(qū)。工作面走向長(zhǎng)：1050m，傾斜長(zhǎng)：246m，面積：258300m2，煤層傾角：5°，煤層密度155t/m3，煤層厚度：88m，機(jī)采高度3m，放頂煤高度58m，采放比為1∶193，采煤機(jī)截深為06m，日循環(huán)個(gè)數(shù)2個(gè)，月進(jìn)度40m，工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量930m3/min，工作面最大月產(chǎn)量為125萬(wàn)t。采用走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化放頂煤采煤方法，全部垮落法充填采空區(qū)。

4.2工作原理

本液壓支架推移板研制的工作原理如下：

一種新型液壓支架推移板如圖2所示， 1#十字連接部1連接在上部刮板輸送機(jī)溜槽上，2#十字連接部2連接在下部刮板輸送機(jī)溜槽上，推移板3布置在液壓支架與刮板輸送機(jī)之間，連接孔4-18連接上下兩部液壓支架，支架十字頭連接在6-7、15-16連接孔上。當(dāng)煤層傾角變大時(shí)，上部和下部支架均受重力分力和頂板礦山壓力分力，導(dǎo)致支架下滑，1#十字連接部1和2#十字連接部2連接的刮板輸送機(jī)溜槽下滑位移量較小，致使刮板輸送機(jī)溜槽與液壓支架間錯(cuò)位，十字頭連接受力增大，與原工況不符。當(dāng)煤層傾角變化，支架下滑位移量大于刮板輸送機(jī)下滑位移量時(shí)，液壓支架十字頭由原來(lái)連接在6-7、15-16連接孔，根據(jù)位移錯(cuò)差大小，可以調(diào)節(jié)連接在4-5或5-6、13-14或14-15上。首先，刮板輸送機(jī)可以為下滑的液壓支架提供一個(gè)向上的拉力，避免液壓支架傾斜，促使液壓支架回到正常位置上。其次，可以減小支架和刮板輸送機(jī)位移錯(cuò)差產(chǎn)生的橫向破斷力，減少十字頭斷裂故障的發(fā)生。endprint

新型液壓支架推移板裝置應(yīng)用注意事項(xiàng)：

（1）首先根據(jù)移動(dòng)液壓支架推拉力計(jì)算推移板厚度及連接孔距推移板邊沿距離。

（2）液壓支架與推移板連接時(shí)需選用加強(qiáng)連接銷(xiāo)，盡量避免軟連接。

（3）需及時(shí)掌握工作面傾角變化、工作面長(zhǎng)度變化、刮板輸送機(jī)和液壓支架位移差，分析支架、刮板輸送機(jī)和推移板受力狀況，以便及時(shí)調(diào)整連接孔位置。

（4）日常工作時(shí)加強(qiáng)對(duì)推移板連接孔觀察，避免連接孔距邊沿距離過(guò)小，致使推移板受力過(guò)大時(shí)損壞。推移板變形嚴(yán)重時(shí)，需及時(shí)更換新推移板。

5應(yīng)用案例

老石旦煤礦031604綜放工作面自2015年10月份進(jìn)行回采以來(lái)，采煤工作面液壓支架由于受到地質(zhì)條件的影響經(jīng)常發(fā)生傾斜、咬架現(xiàn)象，液壓支架與刮板運(yùn)輸機(jī)的十字頭連接處經(jīng)常頻繁斷裂。自2016年4月份開(kāi)始在該工作面陸續(xù)更換使用了新型液壓支架推移板裝置后收到了良好的使用效果，采煤工作面液壓支架發(fā)生傾斜、咬架現(xiàn)象明顯地減少了很多，同時(shí)液壓支架與刮板運(yùn)輸機(jī)的十字頭連接處發(fā)生斷裂的幾率也明顯地下降了許多，保證了人員移架推溜的安全，為工作面安全高效地生產(chǎn)創(chuàng)造了有利的條件?，F(xiàn)場(chǎng)使用如圖3所示。

6結(jié)語(yǔ)

（1）該新型液壓支架推移板既有十字頭的剛性控制作用，又有刮板鏈軟連接的靈活性，實(shí)現(xiàn)了液壓支架與刮板輸送機(jī)靈活連接，保證了兩者有較好的相互控制效果。

（2）該新型液壓支架推移板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易，成本低、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，其重量輕，易于井下搬運(yùn)，使用更換方便。

（3）該新型液壓支架推移板的發(fā)明降低了工人生產(chǎn)過(guò)程中的勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)時(shí)間，提高了移動(dòng)液壓支架的效率，并保證了移動(dòng)液壓支架過(guò)程中的安全。

（4）該新型液壓支架推移板使用范圍廣，尤其適用于綜采工作面和綜放工作面，目前該兩種工作面布置方式占全國(guó)井工煤礦回采工作面的75%以上，故推廣后具有較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

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