王 強(qiáng)

(皖北煤電集團(tuán)公司 恒源股份機(jī)械總廠，安徽 宿州 234000)

超前液壓支架在綜采工作面的應(yīng)用

王 強(qiáng)

(皖北煤電集團(tuán)公司 恒源股份機(jī)械總廠，安徽 宿州 234000)

針對(duì)錢(qián)營(yíng)孜煤礦綜采工作面機(jī)巷頂板傾角大、轉(zhuǎn)載機(jī)外形寬等條件，左右兩列交替邁步前移式支架已不能滿足機(jī)巷超前支護(hù)要求，進(jìn)而研發(fā)了寬體橫向頂梁可上下擺動(dòng)的架型，該架型滿足了傾斜頂板巷道和矩形巷道的超前支護(hù)需要，支護(hù)過(guò)程有效避免了與轉(zhuǎn)載機(jī)的干涉，為兩巷實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動(dòng)化超前支護(hù)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，取得了巷道支護(hù)技術(shù)新突破，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

超前液壓支架；超前支護(hù)；機(jī)械化

Application of Roadway Advanced Hydraulic Support in Fully Mechanized Coal Mining

以單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁是以往綜采工作面兩巷超前支護(hù)最為常用的支護(hù)形式[1-5]，對(duì)于巷道斷面小、兩巷壓力不大的巷道，該超前支護(hù)形式基本滿足生產(chǎn)需要， 但單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁的支護(hù)方式存在安全性差及工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等弊端，同時(shí)該支護(hù)方式還存在支護(hù)強(qiáng)度低、支護(hù)速度慢、容易扎底、移動(dòng)困難和投入成本高等缺點(diǎn)[6-8]。巷道超前支護(hù)液壓支架從設(shè)計(jì)源頭克服了以上缺點(diǎn)，為兩巷實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動(dòng)化超前支護(hù)奠定了基礎(chǔ)，是綜采工作面兩巷超前支護(hù)形式的變革。針對(duì)錢(qián)營(yíng)孜煤礦綜采工作面兩巷的特點(diǎn)，選用合理的巷道超前支護(hù)液壓支架，對(duì)于提高綜采工作面生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度及減少安全事故都有著重要意義。

1 巷道超前支護(hù)液壓支架的架型選擇

錢(qián)營(yíng)孜煤礦主要可采煤層屬于典型的“三軟”煤層，煤層軟、頂?shù)装鍘r性差，頂板角度大，在巷道超前支護(hù)液壓支架的選型方面錢(qián)營(yíng)孜煤礦配合設(shè)計(jì)院所做了較為全面的調(diào)研和論證。

1.1 架型介紹

目前巷道超前支護(hù)液壓支架的架型主要有以下幾種：

(1)左右兩列交替邁步前移式支架，左、右兩架成一組使用，機(jī)、風(fēng)巷均可使用。

(2)寬體橫向頂梁可上下擺動(dòng)架型，可適應(yīng)多種巷道斷面，多用于機(jī)巷，如圖1所示。

圖1 可上下擺動(dòng)架型

(3)寬體順向頂梁可四外伸展支護(hù)架型，多用于斷面較大、條件較好的風(fēng)巷。

(4)橫向多列整架由后向前大循環(huán)移架架型，多用于礦壓較大、頂板破碎的風(fēng)巷。

(5)整體框架順向交替支護(hù)特殊巷道超前支護(hù)架型，多用于斷面較大、條件較好的機(jī)巷。

1.2 架型選擇

錢(qián)營(yíng)孜煤礦32煤頂板直接頂以深灰色泥巖為主，平均厚約1.02m，局部地段為深灰色粉砂巖；局部地段有偽頂泥巖，厚約0～1m左右；基本頂為泥巖或粉細(xì)砂巖；32煤直接底為一層泥巖，平均厚約1.54m；基本底為粉砂巖，局部為細(xì)砂巖或泥巖。風(fēng)巷寬度4.2m， 機(jī)巷寬度4.8m。根據(jù)錢(qián)營(yíng)孜煤礦巷道具體情況，結(jié)合巷道超前支護(hù)液壓支架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，風(fēng)巷選用左右兩列交替邁步前移式支架；因刮板輸送機(jī)采用交叉?zhèn)刃缎遁d方式，轉(zhuǎn)載機(jī)寬度較大，因此選用寬體橫向頂梁可上下擺動(dòng)架型。

2 巷道超前支護(hù)液壓支架的主要參數(shù)與特點(diǎn)

鑒于左右兩列交替邁步前移式超前支護(hù)液壓支架應(yīng)用較為普遍，本文主要介紹機(jī)巷用寬體橫向頂梁可上下擺動(dòng)架型超前支架，其外形如圖2所示。

圖2 機(jī)巷用寬體橫向頂梁可上下擺動(dòng)超前支架外形

2.1 支架主要技術(shù)參數(shù)

表1為支撐掩護(hù)式支架主要技術(shù)參數(shù)。

表1 支撐掩護(hù)式支架主要技術(shù)參數(shù)

2.2 支架主要特點(diǎn)

該型支架在機(jī)巷橫向布置，頂梁可上、下擺動(dòng)，4架連成一組使用；前、后架底座間通過(guò)連接頭、移架千斤頂相連，推前架移后架。其主要特點(diǎn)：

(1)寬體橫向頂梁可上下擺動(dòng)架型支護(hù)空間較大，有效地解決了交叉?zhèn)刃妒睫D(zhuǎn)載機(jī)對(duì)支護(hù)空間的要求，避免了超前支護(hù)液壓支架與轉(zhuǎn)載機(jī)的干涉。

(2)底座為寬體底座，底板比壓較??；頂梁為寬體頂梁，護(hù)頂面積大。

(3)頂梁結(jié)構(gòu)可適應(yīng)多種形式巷道斷面；如矩形巷道、拱形巷道、異形巷道等。

(4)支架采用伸縮套筒式穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，單架長(zhǎng)度小，對(duì)走向起伏變化的適應(yīng)能力強(qiáng)。

(5)行人和操作空間均在架內(nèi)，增加行人和操作人員的安全性。

3 巷道超前支護(hù)液壓支架在井下使用情況

錢(qián)營(yíng)孜煤礦綜采面機(jī)、風(fēng)兩巷所用巷道超前支護(hù)液壓支架在井下應(yīng)用情況良好，主要體現(xiàn)在：

(1)在綜采工作面頂板周期來(lái)壓過(guò)程中，巷道超前支護(hù)液壓支架實(shí)現(xiàn)了對(duì)巷道頂板的有效支撐，保證工作面的安全生產(chǎn)。

(2)兩巷采用超前支護(hù)液壓支架支護(hù)，巷道在超前采動(dòng)壓力作用下，其圍巖變形量在允許范圍內(nèi)處于穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)巷道兩幫及頂?shù)装宓囊平孔畲笾颠M(jìn)行測(cè)量均符合生產(chǎn)要求。

(3)機(jī)巷超前支架能與轉(zhuǎn)載機(jī)、端頭支架合理配套，并能有效地保證巷道超前特種支護(hù)段作業(yè)人員和設(shè)備的安全。

(4)支架通過(guò)移架千斤頂連接，依靠前后支架互為支點(diǎn)，隨著綜采工作面的推進(jìn)，可以向前快速推移，滿足了安全高效工作面的生產(chǎn)要求。

(5)支架的頂梁、底座、護(hù)壁板等可根據(jù)巷道斷面形狀進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，具有良好的接頂性能和護(hù)頂能力。

機(jī)巷用超前支護(hù)液壓支架隨后期巷道高度增加和原傾斜頂板錨帶網(wǎng)支護(hù)改為矩形兩上角圓弧過(guò)渡U型鋼梁支護(hù)等變動(dòng)情況進(jìn)行了2次改進(jìn)。

(1)將支架最大支撐高度由3.5m增加到3.8m，采用雙伸縮后立柱和伸縮套將支架最低支撐高度由2.5m降低到2.3m，擴(kuò)大了支架的高度適用范圍。

(2)移架千斤頂缸徑和桿徑由原φ140/85加大到φ160/105，增大了推力和拉力。

(3)前立柱在頂梁鉸點(diǎn)位置前移，增強(qiáng)支架對(duì)煤幫側(cè)支護(hù)效果；同時(shí)將頂梁長(zhǎng)度縮短，取消后部伸縮梁和擋板，以適應(yīng)巷道斷面變化。

機(jī)巷用超前支護(hù)支架上述2次改進(jìn)效果良好，適應(yīng)了巷道變化，改善了支架性能。另外在沿空留巷巷道，機(jī)巷采用U型棚支護(hù)的特殊情況下，仍使用該型支架，在第3，4支架之間拆掉U型棚鋼梁，順利完成與端頭液壓支架及工作面處平面頂板的過(guò)渡與搭接。 布置如圖3所示。

圖3 整體布置

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)大多數(shù)礦井采深的增加，地壓明顯增大，綜采工作面兩巷超前壓力越來(lái)越顯現(xiàn)，巷道超前支護(hù)液壓支架已基本解決了兩巷超前支護(hù)要求，但針對(duì)不同的煤層賦存條件、巷道斷面及機(jī)巷設(shè)備配置等因素又對(duì)巷道超前支護(hù)液壓支架提出越來(lái)越高的要求。

本文主要介紹了寬體橫向頂梁可上下擺動(dòng)型超前支架在錢(qián)營(yíng)孜煤礦應(yīng)用的實(shí)例，該型超前支架是根據(jù)錢(qián)營(yíng)孜煤礦綜采工作面機(jī)巷特殊條件所研制，實(shí)際使用效果達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期。該型巷道超前支護(hù)液壓支架在機(jī)巷斷面、角度較大，轉(zhuǎn)載機(jī)尺寸較寬的綜采工作面具有較高的推廣價(jià)值。

寬體橫向頂梁可上下擺動(dòng)型超前支架雖然解決了特殊條件下機(jī)巷超前支護(hù)要求，但仍未解決“U”型棚支護(hù)巷道替棚難度大的問(wèn)題，下一步在設(shè)備改進(jìn)過(guò)程中需對(duì)“U”型棚替棚方面進(jìn)行研究。

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[責(zé)任編輯：徐亞軍]

2016-10-21

10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2017.03.009

王 強(qiáng)(1976-)，男，黑龍江齊齊哈爾人，工程師，主要從事煤礦機(jī)電技術(shù)工作。

王 強(qiáng).超前液壓支架在綜采工作面的應(yīng)用[J].煤礦開(kāi)采，2017，22(3)：30-31.

TD355.42

B

1006-6225(2017)03-0030-02