程 駿，朱 軍，劉成峰

(天地科技股份有限公司 開采設(shè)計事業(yè)部，北京 100013)

回風巷搬運式超前液壓支架研制及應(yīng)用

程 駿，朱 軍，劉成峰

(天地科技股份有限公司 開采設(shè)計事業(yè)部，北京 100013)

綜采工作面的快速推進對工作面端頭和超前支護可靠性提出了更高要求。ZQ4000/20.6/45型搬運式超前支架支護強度高，可有效支撐頂板，避免對巷道頂板反復支撐，減緩巷道圍巖的變形。該型超前支架可實現(xiàn)工作面的安全開采和高產(chǎn)高效，在山東能源集團得到了推廣和使用，對國內(nèi)同類煤礦的巷道頂板治理有參考價值。

回風巷；搬運式；超前支架

1 概 述

超前支護是綜采工作面防護的重點和難點之一。由于綜采工作面設(shè)備數(shù)量增加，設(shè)備尺寸加大，推進速度和自動化程度提高，對工作面端頭和超前支護可靠性提出了更高的要求。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：采煤工作面所有安全出口與巷道連接處20m范圍內(nèi)，必須加強支護；綜采工作面在此范圍內(nèi)的巷道高度不得低于1.8m。

目前，我國綜采工作面上、下巷支護主要采用交替邁步式超前支架支護。大量理論研究和生產(chǎn)實踐表明，在巷道壓力大、頂板破碎的條件下，使用交替邁步式超前支架進行巷道超前支護，由于超前支架工作阻力大，循環(huán)步距與工作面支架循環(huán)步距一致，在超前支架移架過程中，支架升降反復支撐頂板，導致超前支護段巷道頂板下沉快、易破碎，兩幫變形大，推進過程中經(jīng)常發(fā)生大面積掉頂，極易造成傷人事故。同時伴隨開采深度增加，頂板破碎程度、下沉速度和變形幅度等礦壓作用逐步凸顯，開始出現(xiàn)“巷道頂板壓死超前支架”現(xiàn)象，人工放頂、臥底等應(yīng)對措施不光耗費人力、物力，還耽誤時間。超前支架撐不住、移不動，對生產(chǎn)帶來了極大影響。因此，迫切需要研制開發(fā)一種安全高效且適合巷道壓力大的超前支護設(shè)備。為此，研發(fā)了支護強度高、對巷道頂板無反復支撐的搬運式超前液壓支架，以滿足綜采工作面回風超前支護的要求。

2 搬運式超前液壓支架支護系統(tǒng)

2.1 布置和特點

搬運式超前支護系統(tǒng)主要用于綜采工作面切眼外20m回風巷超前支護，它的主要作用有:

(1)搬運式超前支護系統(tǒng)能與巷道圍巖壓力相適應(yīng)，可有效支撐頂板，避免對巷道頂板反復支撐，減緩巷道圍巖的變形。

(2) 搬運式超前支架可適應(yīng)不同形狀的巷道斷面，具有良好的接頂性和保護錨桿錨索能力。

(3)搬運式超前支架行走依靠絞車或?qū)Ｓ冒徇\車來完成。一般工作面推進2個步距超前支架搬運1次，可實現(xiàn)綜采工作面快速推進，滿足高產(chǎn)高效的要求。

(4)搬運式超前支護系統(tǒng)無需像單體支柱那樣采用人工回柱、倒柱、支柱，大幅降低了工人勞動強度，提高了工效，自動化程度高，生產(chǎn)效率高。

圖1 回風巷超前支護布置

2.2 組成及工作原理

搬運式超前支護系統(tǒng)由兩部分組成：搬運式超前支架、絞車。其工作原理如圖2所示，搬運式超前支架布置在回風巷兩側(cè)，每個搬運式超前支架頂梁長度為1200mm，支護長度約為1600mm。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》超前支護不小于20m要求規(guī)定，一般布置30架。移1對并排的搬運式超前支架，可以滿足2個800mm步距，工作面可采2刀煤。

圖2 搬運式超前支架布置

巷道寬度保證在4600mm以上，并排的2架搬運式超前支架之間距離保證有1500mm以上寬度，能夠保證搬運式超前支架順利移架。

搬運式超前支架移架過程：回風巷道超前支護在綜采工作面回采時，搬運式超前支架需從超前支護段最后面移動到最前面，搬運過程采用絞車拉移。具體過程如圖3所示，首先將超前支護段最后面一架超前支架降到支架最低高度，通過調(diào)架千斤頂將支架從位置①移到巷道中間位置②，用絞車將超前支架從位置②拉移到超前支護段最前面位置③，拉移距離約25m左右，再用調(diào)架千斤頂將超前支架從位置③移到位置④，升起超前支架撐住巷道頂板，完成1次工作循環(huán)。

3 搬運式超前支架參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點

3.1 ZQ4000/20.6/45型搬運式超前支架技術(shù)參數(shù)

高度：2060～4500mm；寬度：1030mm；初撐力 (P=31.5MPa)：3092kN；工作阻力(P=40.74MPa)：4000kN；支護強度：0.88MPa；底板平均比壓：3.97MPa；泵站壓力：31.5MPa；操縱方式：手動操縱。

3.2 ZQ4000/20.6/45型搬運式超前支架結(jié)構(gòu)特點

ZQ4000/20.6/45型搬運式超前支架(圖4)由頂梁、底座、立柱、液壓系統(tǒng)組成。主要特點有：支護強度大、支護效果好；避免了現(xiàn)有超前支架對頂板的反復卸載破壞，保證了頂板完整性，提高承載拱自承能力；支架頂梁的橫向擺角為±5°，縱向擺角為15°，以適應(yīng)立柱升降的不同步和頂板傾角的變化；底座設(shè)有立柱的復位機構(gòu)，保證支架良好的穩(wěn)定性；底座前、后和中部設(shè)有調(diào)架千斤頂，其中前、后拉移千斤頂耳座可左右旋轉(zhuǎn)10°。

圖4 ZQ4000/20.6/45型搬運式支架

4 結(jié) 論

ZQ4000/20.6/45型搬移式超前支架支護強度能夠滿足巷道礦壓要求，能夠有效控制頂板下沉，對巷道頂板沒有反復支撐、護頂效果好、能有效控制巷道變形，確保足夠的行人和運輸空間。支架結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，移架快速輕便，減輕了工人繁重的體力勞動、降低了工人勞動強度。通過解決超前支架的支護問題，實現(xiàn)工作面的安全開采和高產(chǎn)高效。

搬運式超前支架在山東能源集團新巨龍煤礦、唐口煤礦、新河煤礦得到了推廣和使用，效果較好，對國內(nèi)同類煤礦的巷道頂板治理有一定的參考價值。

[1]王國法．液壓支架技術(shù)[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社，1999.

[2]陶馳東．采掘機械[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社，1993.

[3]付 榮．超前支護液壓支架的研制及應(yīng)用[J]．煤礦開采，2007，12(5)：93-94.

[4]徐亞民．付村煤礦綜放工作面回采巷道超前支架支護實踐[J]．煤炭科學技術(shù)，2010，38(7)：35-37.

[5]呂 品．運輸巷 ZZX14000/20/29 型超前支架的研制[J]．煤炭工程，2013，1(1)：117-119.

[6]劉金生.巷道液壓支架的開發(fā)使用[J]．煤礦開采，2000，41(4)：48-49.

[7]梁楊寶.回采工作面安全生產(chǎn)的探討[J]．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2003,13(10)：273，290.

[8]石永奎，李法柱，宋志安，等.自移式超前支架支護效果分析[J]．礦山壓力與頂板管理，2004，21(3)：15-16.

[9]李 莉.綜采順槽超前液壓支架應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]．科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2015(3)：53-54.

[10]高偉明.較薄煤層綜采工作面端頭及順槽支架的研制與應(yīng)用[J]．煤礦現(xiàn)代化，2010(3)：60-61.

[責任編輯：徐亞軍]

Study and Application of Transportation Advance Hydraulic Support in Ventilation Roadway

Cheng-jun,ZHU Jun,LIU Cheng-feng

(Coal Mining & Designing Department，Tiandi Science & Technology Co.,Ltd.，Beijing 100013，China )

High requirements of working face ends and advance support reliability were put forward under fast mining of fully mechanized coal mining working face. The transportation hydraulic support ZQ4000/20.6/45 has the following characters，such as high supporting strength，roof could be supported effectively and then roof could be avoid supported repetition，the surrounding rock deformation of roadway could be decreased. Safety mining and high production and high efficiency of working face could be realized with the advance support，it was promoted and applied in Shandong energy corporation，it references for similar situation in domestic.

ventilation roadway；transportation；advance hydraulic support

2016-12-31

10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2017.03.010

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)課題：深部圍巖自適應(yīng)支護原理及系統(tǒng)創(chuàng)成理論(2014CB046302)；天地科技股份有限公司開采設(shè)計事業(yè)部生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化基金：搬移式超前支護系統(tǒng)開發(fā)研究(KJ-2015-TDKC-07)

程 駿(1982-)，男，山西晉城人，碩士，副研究員，主要從事液壓支架的研發(fā)工作。

程 駿，朱 軍，劉成峰.回風巷搬運式超前液壓支架研制及應(yīng)用[J].煤礦開采，2017，22(3)：32-33，36.

TD355.41

A

1006-6225(2017)03-0032-02