四柱放頂煤支架尾梁機(jī)構(gòu)損壞分析

摘? 要：本文對(duì)四柱放頂煤液壓支架尾梁機(jī)構(gòu)損壞進(jìn)行了探討，分析了四柱放頂煤液壓支架尾梁機(jī)構(gòu)使用過(guò)程中損壞的原因，總結(jié)了大同同忻煤礦四柱放頂煤液壓支架的設(shè)計(jì)、使用應(yīng)遵循的原則，提出了設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)應(yīng)注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：放頂煤;液壓支架;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);尾梁機(jī)構(gòu);礦山應(yīng)用

分類(lèi)號(hào)：TD353.4? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1、引言：

放頂煤綜采近些年來(lái)在我國(guó)得到了迅速的發(fā)展，并在采煤工藝和放頂煤液壓支架裝備水平上有新的突破。放頂煤技術(shù)的推廣使用，拓寬了綜合機(jī)械化開(kāi)采厚煤層的使用范圍，簡(jiǎn)化了礦井的采掘系統(tǒng)和生產(chǎn)組織，在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)量，降低煤炭生產(chǎn)成本，保證安全生產(chǎn)等方面均取得了比較顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。當(dāng)然放頂煤開(kāi)采也存在一些需要解決的問(wèn)題，需要進(jìn)一步的觀察與研究，不斷創(chuàng)新總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以便把我國(guó)厚煤層放頂煤開(kāi)采技術(shù)與放頂煤液壓支架提高到世界最高水平。

某煤礦采用四柱放頂煤液壓支架架型，低位放頂煤技術(shù)，但在使用過(guò)程中尾梁機(jī)構(gòu)、立柱及伸縮千斤頂出現(xiàn)了一些問(wèn)題。本文僅就大同同忻煤礦四柱放頂煤支架的有關(guān)設(shè)計(jì)、使用等情況進(jìn)行探討，通過(guò)分析對(duì)比能夠改善特殊條件下支架使用狀況。

2、礦區(qū)開(kāi)采技術(shù)條件：

2.1、8103工作面采煤高度3.5米，工作面傾角≤10°，工作面走向傾角3°～6°左右，煤層厚度10～16m，工作面走向1800m， 2014年2月15日開(kāi)始生產(chǎn)，目前推進(jìn)300米，月產(chǎn)量100萬(wàn)噸。

2.2、煤巷斷面為矩形斷面，巷道尺寸（凈寬、凈高）：

皮帶巷：寬×高=5.3m×3.6m;

回風(fēng)巷：寬×高=5.2m×3.7m;

2.3、配套設(shè)備

2.3.1.工作面布置圖：

3、液壓支架尾梁機(jī)構(gòu)損壞問(wèn)題及原因分析：

3.1液壓支架尾梁機(jī)構(gòu)損壞問(wèn)題：

3.1.1掩護(hù)梁上的耳座撕裂拉斷。

3.1.2尾梁上的耳座撕裂拉斷。

3.1.3尾梁千斤頂活塞桿左右彎曲

3.1.4尾梁千斤頂上下彎曲

3.1.5尾梁橫筋開(kāi)焊。

3.1.6插板連扳斷裂

3.1.7支架后立柱脫落。

3.1.8伸縮梁千斤頂彎曲。

3.2液壓支架尾梁機(jī)構(gòu)損壞原因分析：

3.2.1工作面頂板堅(jiān)硬，巖層整體性強(qiáng)，不易隨工作面推進(jìn)而跨落，頂板冒落塊度大，在采空區(qū)容易形成較大范圍的懸頂，垮落時(shí)給采場(chǎng)形成沖擊載荷。

頂板冒落矸石塊度很大，在支架放煤完成后，大塊矸石堆積在尾梁機(jī)構(gòu)下方，在支架后部與尾梁形成支撐模式，隨后垮落的矸石的沖擊造成尾梁千斤頂上下彎曲。

3.2.2工作面煤層松軟，支架后部頂煤隨采隨放，后立柱無(wú)法有效接頂，后部冒落頂板對(duì)支架從老塘往煤壁的沖擊大，沖擊造成支架整體前移，瞬間損壞伸縮千斤頂。

3.2.3支架切頂線前移，支架后柱已處于全部伸出狀態(tài)，支架后部無(wú)法有效支撐頂煤，出現(xiàn)拔后柱現(xiàn)象，支架后立柱受拉后立柱上連接破壞造成失效。

3.2.4放煤高度大，懸頂沖擊勢(shì)能高

同忻煤礦的煤層厚度在15米以上，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作面支架形態(tài)，支架掩護(hù)梁上面幾乎沒(méi)有任何浮煤碎矸，致使支架掩護(hù)梁和尾梁上面沒(méi)有任何緩沖層，整塊頂板下來(lái)后，直接和掩護(hù)梁與尾梁的頂板剛性碰撞，導(dǎo)致尾梁機(jī)構(gòu)損壞。

3.2.5工作面部分支架（尤其是工作面中部編號(hào)30～70架）頂梁后部已經(jīng)達(dá)到極限高度4.2M，頂梁前部低頭3.8M，后立柱處于受拉狀態(tài)，尾梁完全上挑，形成受頂板沖擊面，具體如下圖：尾梁鉸接銷(xiāo)處更容易被剪切。

5.結(jié)語(yǔ)

5.1.大同同忻煤礦放煤高度大，后部沖擊壓力大，傳統(tǒng)尾梁三箱體空箱體結(jié)構(gòu)偏弱，考慮采用五箱體結(jié)構(gòu)增加尾梁抗沖擊能力，插板的后部連接偏弱，在薄弱連接處形成箱體增加連接強(qiáng)度。

5.2在采煤過(guò)程中嚴(yán)格按設(shè)計(jì)單位要求的放煤操作流程執(zhí)行，以保護(hù)放煤裝置;適當(dāng)減少放煤量，避免支架頂梁上的切頂線過(guò)度前移;使支架掩護(hù)梁和尾梁上面形成緩沖層。

5.3調(diào)整支架工作姿態(tài)，注意及時(shí)調(diào)整前、后柱高度差，減小受沖擊接觸面;提高推進(jìn)速度，減輕老頂來(lái)壓沖擊;在周期來(lái)壓前不放煤和少放煤，來(lái)壓后再正常放煤。

5.4采煤工藝方面，建議提前人工破頂，減小老頂冒落塊度;減少放煤次數(shù)，避免老頂直接沖擊放煤機(jī)構(gòu);

5.5避免支架后柱不著力，升架時(shí)保證初撐壓力，避免老頂來(lái)壓時(shí)推進(jìn)設(shè)備，提高其抵抗前移的能力。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 趙宏珠? 《綜采面礦壓與液壓支架設(shè)計(jì)》[J].徐州：中國(guó)礦業(yè)學(xué)院出版社，1987

作者簡(jiǎn)介：

陳井龍（1982—），從事液壓支架研發(fā)設(shè)計(jì)工作，現(xiàn)任中煤北京煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司煤機(jī)裝備研究院副院長(zhǎng)。

（中煤北京煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司，北京 102400）