綜放工作面支架擋煤裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析

楊健忠

（大同煤礦集團(tuán)同生精通興旺煤業(yè)有限公司， 山西 大同 037001）

引言

綜放工作面在進(jìn)行放煤作業(yè)時(shí)，支架間以及電纜溝等處易形成積煤，且這些積煤通常較難清理。當(dāng)進(jìn)行回采期間，若煤層的頂板比較穩(wěn)定時(shí)，只有少量的積煤幾乎不會(huì)影響生產(chǎn)。可是若煤層的頂板穩(wěn)定性較差時(shí)，就會(huì)擠壓液壓支架，導(dǎo)致其破碎出現(xiàn)在頂板與煤層中；當(dāng)支架前進(jìn)時(shí)，首先要下降支架，促進(jìn)支架從頂板中離開，繼而推動(dòng)其繼續(xù)前進(jìn)，在推進(jìn)至指定位置時(shí)，上升支架到頂板中。在對(duì)支架進(jìn)行下降、前進(jìn)、上升時(shí)，破碎的頂板與煤層就從之間的縫隙內(nèi)大部分落到電纜溝與支架間，導(dǎo)致大量的積煤不能被刮板運(yùn)輸機(jī)清理，當(dāng)支架停止時(shí)，對(duì)積煤的清理要消耗不少的人力，對(duì)回采的進(jìn)程產(chǎn)生影響[1-2]。

所以，為了達(dá)到工作面“一凈、兩平、二通暢、三直”要求[3]，使工人作業(yè)的強(qiáng)度下降，按照工作面生產(chǎn)時(shí)液壓支架前進(jìn)的構(gòu)成變化與流程，設(shè)計(jì)了一種支架擋煤裝置，并展開應(yīng)用分析。

1 擋煤裝置構(gòu)成原理

1.1 液壓支架

液壓支架是一種機(jī)械設(shè)備，其主要作用是對(duì)工作面頂板的力進(jìn)行控制，綜放工作面在進(jìn)行放煤作業(yè)時(shí)，可以對(duì)頂板進(jìn)行控制。為了符合生產(chǎn)的條件，把液壓支架安裝到工作面時(shí)會(huì)留有10～20 cm 的縫隙在相鄰支架間，并把支架頂梁的尾部的側(cè)護(hù)板與側(cè)護(hù)板緊挨，其和煤層頂板密切接觸，并和頂板、底板呈90°，高度的差值要低于1/3 的側(cè)護(hù)板高度[4]。

當(dāng)工作面正在放煤作業(yè)時(shí)，會(huì)有重力與拉力作用于刮板輸送機(jī)，由于其不平衡的作用力，就會(huì)使刮板輸送機(jī)出現(xiàn)位移，其位移的方向就是工作面的兩側(cè)方向，出現(xiàn)“上竄下滑”，當(dāng)有位移情況出現(xiàn)在刮板輸送機(jī)不僅會(huì)堵塞工作面的兩側(cè)，而且導(dǎo)致了安全隱患的產(chǎn)生。當(dāng)“上竄下滑”現(xiàn)象出現(xiàn)在刮板輸送機(jī)中，刮板輸送機(jī)所在位置可以通過調(diào)整擺架液壓支架來完成。液壓支架現(xiàn)象擺架時(shí)，頂梁的一面?zhèn)茸o(hù)板不能采用，圖1 即為側(cè)護(hù)板結(jié)構(gòu)圖。

圖1 側(cè)護(hù)板結(jié)構(gòu)圖

1.2 擋煤裝置的構(gòu)成

擋煤板與支撐桿構(gòu)成了擋煤裝置的結(jié)構(gòu)，圖2即為擋煤裝置的構(gòu)成圖。安裝支撐桿的位置是支架前的立柱與梁的對(duì)應(yīng)的串桿銷與吊裝圈的中間，并固定于支架。把1 根橫桿與1 個(gè)掛鉤分別加焊到支撐桿的中央與下端；由于把液壓支架進(jìn)行擺架時(shí)，就會(huì)使頂梁的一面?zhèn)茸o(hù)板不能采用，所以這個(gè)位置能夠用支撐桿進(jìn)行連接。鐵板構(gòu)成了擋煤板的主體，把2 個(gè)鐵環(huán)加焊到鐵板的前面一端處，橫桿存在于支撐桿上，鐵環(huán)把鐵板套在了橫桿，能夠讓鐵板以橫桿接觸點(diǎn)為圓心做上下的圓周運(yùn)動(dòng)。更能有助于擋煤板發(fā)揮作用，鐵鏈與鐵板分別加焊在長(zhǎng)桿的前斷與尾部，當(dāng)操作工人要采用擋煤板，那么把鐵鏈進(jìn)行拉扯，使擋煤板下降或升起就可以實(shí)現(xiàn)。

圖2 擋煤裝置結(jié)構(gòu)

1.3 擋煤裝置的運(yùn)行流程

當(dāng)液壓支架前進(jìn)時(shí)擋煤裝置就會(huì)開始工作，擋煤板經(jīng)過鐵鏈被操作人員降落下來，然后存在于煤層頂板中的支架上端從煤層頂板中脫離出來，導(dǎo)致大量的碎矸石與破裂的煤層降落，擋煤板會(huì)對(duì)其進(jìn)行阻擋，并沿著擋煤板流到前溜槽內(nèi)，直至液壓支架前進(jìn)到指定位置，然后擋煤板會(huì)經(jīng)過鐵鏈被操作人員升起來一直升到有掛鉤加焊在支撐桿的位置，并進(jìn)行固定，在生產(chǎn)期間能夠預(yù)防采煤機(jī)所受到的破壞。

溜煤板進(jìn)行移架時(shí)，要注意不粗糙鐵板上的煤炭的自流角度最小為15°，在設(shè)計(jì)懸掛擋煤板的角度時(shí)，為了方便人員經(jīng)過設(shè)計(jì)為35°左右[5-6]。在移架溜煤板時(shí)，會(huì)有桿、煤等從架間落下來，然后沿著溜煤板全部流至前溜中，在完成移架之后，溜煤板會(huì)被采煤工使用長(zhǎng)桿中的小鏈拉起來，并把其懸掛至支撐桿加焊的掛鉤中，能夠阻止采煤機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)給采煤機(jī)所帶來的損壞。

2 應(yīng)用效果分析

同生精通興旺煤業(yè)某綜采放頂煤的工作面的采高是3.1 m，工作面煤層頂板比較破碎，安裝液壓支架結(jié)束后，要把擋煤裝置安裝在多組支架中，要注意有利于行人通過和不粗糙的鐵板上的煤炭的自流角度，把安裝擋煤板的角度設(shè)計(jì)成30°～35°。全部設(shè)備完成安裝后，在測(cè)試支架的擋煤板的安裝位置，當(dāng)液壓支架前進(jìn)時(shí)，架間的碎桿與落煤絕大部分均能沿著擋煤裝置流至溜槽中，進(jìn)行多個(gè)循環(huán)測(cè)試，可以看出積煤在電纜溝、支架間中的量下降程度很大，具有良好的應(yīng)用成效。

3 結(jié)語

易操作、低成本、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是該擋煤裝置的特點(diǎn)，并在實(shí)際使用時(shí)就證明了其成效。積煤狀況可以在本擋煤裝置用于工作面采高大于3 m 時(shí)得到大幅度改善，可有效節(jié)約工作面人力資源，減輕工人作業(yè)強(qiáng)度，提高采煤效益。