液壓支架“刨齒”和尾梁的改造與應(yīng)用

高寶安 胡 兵 賈 華

（棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司，山東 棗莊 277319）

1 概述

1.1 工作面條件

棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司的2東203 綜采工作面走向北東，傾向北西，平均走向長(zhǎng)度393m，傾向長(zhǎng)度平均 152m，煤層傾角22～30°，煤層厚度平均3.3m，煤層有滑面，顯魚(yú)鱗薄片狀。工作面頂板為泥巖，平均厚度為0.42m，直接頂為中細(xì)砂巖，平均厚度為2.4m，頂板裂隙發(fā)育、易冒落；底板巖性多為泥巖，平均厚度為0.4～1.3m，老底為砂泥巖，平均厚度為5.06m。煤層及頂板具有弱沖擊性。井田內(nèi)斷層較發(fā)育，巖石機(jī)構(gòu)松軟，抗壓強(qiáng)度低，具有可塑性、膨脹性、崩解性以及擾動(dòng)性等特征，是典型的“三軟”煤層。

1.2 ZPY4800/14/28QS 液壓支架的應(yīng)用

（1）2東303 工作面共有ZPY4800/14/28QS 型號(hào)液壓支架93 架，每個(gè)支架的伸縮梁前端都裝有刨齒，支架的后部都裝有尾梁、插板及菱形網(wǎng)裝置。

（2）“刨齒”是為了有效鏟落傘檐煤，抵觸煤壁設(shè)計(jì)的，可防止架前冒頂，縮小前探梁與煤壁的端距。如圖1 所示。

圖1 液壓支架“刨齒”

（3）支架尾梁為整體剛性結(jié)構(gòu)，是支架后部的防護(hù)裝置，內(nèi)置可伸縮插板結(jié)構(gòu)，尾梁雙側(cè)采用活動(dòng)側(cè)護(hù)板。尾梁與掩護(hù)梁鉸接，成為鋪網(wǎng)液壓支架防護(hù)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)使后部鋪網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)空間與后部矸石隔離。以千斤頂替代擺桿，并且通過(guò)尾梁的翹動(dòng)及尾梁插板和活側(cè)板，可以實(shí)現(xiàn)不同采高后部的封閉性，如圖2 所示。

圖2 液壓支架尾梁

1.3 產(chǎn)生的問(wèn)題

（1）工作面在正常推采期間，支架尾部“老塘”頂板垮落非?？於渥悖诹庑尉W(wǎng)擋隔下逐步墜入尾梁內(nèi)，占據(jù)了少許空間。生產(chǎn)中有時(shí)煤機(jī)割煤“剎底”不到位，造成部分支架仰采角度甚至大于30°，在軟煤、軟底板情況下，部分支架出現(xiàn)陷底及移架“耙底”問(wèn)題。由于尾梁“耙底”，拉架時(shí)尾梁里部堆積浮煤矸，形成阻力。由于上述問(wèn)題，支架在尾部無(wú)法實(shí)施鋪網(wǎng)，進(jìn)而采用架前鋪網(wǎng)、煤壁前連網(wǎng)施工方法。

（2）在實(shí)施鋪網(wǎng)、擦頂移架過(guò)程中，菱形網(wǎng)經(jīng)常被支架伸縮梁“刨齒”或前探梁側(cè)護(hù)板掛住，撕壞的菱形網(wǎng)無(wú)法掩護(hù)住裸露的頂板，而且無(wú)法補(bǔ)網(wǎng)。當(dāng)支架前移后，垮落的矸石會(huì)涌入支架的尾梁里，給支架拉架、調(diào)架又增加困難。

2 液壓支架的改造

根據(jù)2 東303 綜采工作面生產(chǎn)期間遇到的困難，該礦拿出支架改造方案，在征求廠家意見(jiàn)基礎(chǔ)上，對(duì)液壓支架的“刨齒”和尾梁進(jìn)行改造。

2.1 刨齒的改造

利用退役或報(bào)廢的40T 溜槽和Φ20mm 錨桿，將溜槽兩側(cè)“∑”形鋼分別割開(kāi)，溜槽半圓鋼和Φ20mm 錨桿分別截取1340mm，將其焊接成U 形，在U 形的“兩肩”割成銳角（防止使用中刮壞菱形網(wǎng)），然后將U 形槽卡在支架刨齒上，與支架焊接牢固。在側(cè)護(hù)板的前面20mm 處焊接Φ24mm 圓鋼折成的U 形卡，將菱形網(wǎng)托起，防止側(cè)護(hù)板刮壞菱形網(wǎng)，如圖3 所示

圖3 改造后的液壓支架“刨齒”

2.2 支架尾梁的改造

將支架尾梁2 個(gè)千斤頂拆除，然后將支架尾梁（包括插板）割去700mm。如圖4 所示。

圖4 改造后的液壓支架尾梁

3 改造后液壓支架的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用的工作面地質(zhì)條件

2北301 工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式開(kāi)采，走向長(zhǎng)度474m，傾向長(zhǎng)度 138m，煤層傾角平均30°,煤層厚度平均4.4m，以亮煤為主，夾鏡煤條帶，煤質(zhì)較輕，采用綜合機(jī)械化采煤?，F(xiàn)開(kāi)采一分層采高2.2m，采用全部垮落法管理頂板，使用MG170/410-WD 型雙滾筒采煤機(jī)開(kāi)采，采高為2.2m，截深0.6m。采煤工藝：割煤→裝煤→鋪網(wǎng)→移架→推溜。

3.2 鋪網(wǎng)

（1）采煤機(jī)從工作面每割煤30m(20 個(gè)支架)開(kāi)始鋪設(shè)金屬菱形網(wǎng)。金屬菱形網(wǎng)規(guī)格1.6×3m，金屬菱形網(wǎng)接茬選在支架中心位置，聯(lián)網(wǎng)間距不大于0.2m，使用雙股14#鐵絲連接，并扭結(jié)三圈。

（2）在煤壁前將菱形網(wǎng)卷放開(kāi)，使用支架前探梁將菱形網(wǎng)帶入頂梁上部，再使用伸縮梁將菱形網(wǎng)托起，然后向前拉移支架。鋪設(shè)金屬網(wǎng)滯后煤機(jī)不小于5m。菱形網(wǎng)從煤壁到支架上部，再?gòu)闹Ъ苌喜康轿擦?，再?gòu)奈擦旱焦ぷ髅娴装迦扛采w。隨著工作面支架的推進(jìn)，支架尾部頂板自然垮落。在菱形網(wǎng)的作用下，將支架與垮落的矸石隔開(kāi)形成立面，此時(shí)注入黃泥漿。隨著支架前移，菱形網(wǎng)在矸石的推動(dòng)下平鋪在底板上，將矸石與底板煤層隔離，形成人造假頂，為二分層開(kāi)采創(chuàng)造條件。

3.3 移架

為防止架前、架間漏頂，支架采取帶壓擦頂移架。正常情況下，鋪設(shè)金屬網(wǎng)后開(kāi)始移架。當(dāng)頂板破碎時(shí)，采煤機(jī)割煤經(jīng)過(guò)2～3 個(gè)支架后，必須及時(shí)將支架伸縮梁或超前移架進(jìn)行支護(hù)，移架時(shí)使用防倒和防滑千斤頂將支架調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。

4 支架改造前與改造后的效果比較

（1）將液壓支架“刨齒”掩護(hù)改造后，刨齒不再與金屬網(wǎng)直接接觸，避免了支架前鋪網(wǎng)存在的刮網(wǎng)問(wèn)題，同時(shí)也解決了支架后鋪網(wǎng)由于刨齒掛網(wǎng)導(dǎo)致無(wú)法實(shí)施的難題。改造后的液壓支架能夠成功地鋪設(shè)人造假頂，為資源回收安全創(chuàng)造了條件。

（2） ZPY4800/14/28QS 液壓支架尾梁改造后，尾梁縮短，遷移液壓支架過(guò)程中直接避免了支架尾梁“耙底”問(wèn)題，使支架在復(fù)雜的環(huán)境中安全順利地完成拉架移架工作。

此項(xiàng)改造結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、明了，操作簡(jiǎn)便，安全可靠，實(shí)用性強(qiáng)，投資少。

5 結(jié)語(yǔ)

在大傾角、大仰角、“三軟”煤層、分層（鋪網(wǎng)）開(kāi)采極其復(fù)雜的條件下使用ZPY4800/14/28QS 液壓支架，經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索，總結(jié)優(yōu)化裝置。經(jīng)過(guò)2北301綜采工作面近1 年的應(yīng)用，支架在拉架前移、鋪網(wǎng)生產(chǎn)中正常。通過(guò)改造，合理運(yùn)用綜采支架的安全性能，礦井生產(chǎn)效率比高檔普采工作面顯著提升，為綜采支架在難采煤層機(jī)械化開(kāi)采奠定了基礎(chǔ)。