霍慧娟

（大同煤礦集團(tuán)宏泰礦山工程建設(shè)有限責(zé)任公司，山西大同037003）

引言

放頂煤綜合機(jī)械化開采是通過普遍的三機(jī)采煤輔以礦山自身的壓力以及人工的松動(dòng)手段，對于所開采煤層底部的綜采工作面上的頂煤進(jìn)行破碎工作，使其跟隨工作面的移動(dòng)而放出或回收。放頂煤液壓支架在放頂煤綜合機(jī)械化開采中有著十分重要的意義，直接影響著開采的進(jìn)行。

1 放頂煤液壓支架的特點(diǎn)

放頂煤液壓支架按照位置的不同可分為高位、中位以及低位放頂煤液壓支架，分別有著不同的特點(diǎn)以及不同的使用條件。

高位放頂煤液壓支架是一種單輸送機(jī)、短頂梁、掩護(hù)梁開天窗高位放煤的掩護(hù)式支架。這類支架具有的顯著特點(diǎn)便是由于放煤位置較高，距煤壁的距離較小，因此其頂梁相對較短，這便在煤層冒放性方面具有較高的要求，一方面要保證頂煤的完整性，另一方面要求頂煤破碎后能從放煤口順利送出。高位放頂煤液壓支架具有的特點(diǎn)是：支架結(jié)構(gòu)較為簡單，工作面的設(shè)計(jì)基本與普通的長臂工作面相同，更加有利于相關(guān)管理人員進(jìn)行維護(hù)，也更便于工作的順利進(jìn)行；支架的長度較短，由于其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使整個(gè)設(shè)備的封閉性也很強(qiáng)，導(dǎo)致了頂煤的采用率比較低，放煤口大使得煤塵也很嚴(yán)重，通風(fēng)不良，增加了放滅塵的工作量；該種支架在放煤時(shí)切斷了正常情況下的人行通道，在有限的空間內(nèi)只能放置一部輸送機(jī)，大大影響了煤礦的產(chǎn)量。

中位放頂煤液壓支架是一種雙輸送機(jī)運(yùn)煤裝置，在掩護(hù)梁的中部位置開辟一個(gè)放煤口。主要特點(diǎn)便是采用了雙輸送機(jī)，使得生產(chǎn)效率大大地提高。該種支架的穩(wěn)定性較好，更耐用且不易損壞，放煤口與煤壁間的距離較遠(yuǎn)，支架的頂梁較長，方便對頂煤的維護(hù)，也能使頂煤的破碎程度增加，雙輸送機(jī)中的后部輸送機(jī)放置在支架的底座上，支架底座面積較大，能夠適當(dāng)?shù)胤謮?，設(shè)備后部的空間有限，輸送機(jī)的放置使得大塊的煤塊輸送較為困難，可能會(huì)出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，放煤口較高，與高位設(shè)備相似，丟煤量大但采用率低，還會(huì)造成很大的煤塵[1]。

低位放頂煤液壓支架也是一種雙輸送機(jī)設(shè)備，其與中位設(shè)備的區(qū)別在于增加了一個(gè)可以活動(dòng)的尾梁，活動(dòng)幅度大約為45°，可以用于松動(dòng)頂煤，同時(shí)創(chuàng)建出一個(gè)穩(wěn)定的落煤空間。其放煤口與煤壁間的距離最長，頂煤的破碎程度也最大，裝設(shè)有連續(xù)的放煤口，大大增加了產(chǎn)出率，在底板放置后輸送機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，大塊煤通過時(shí)也不易發(fā)生堵塞，除此之外，放煤位置的降低有利于降塵，不會(huì)再產(chǎn)生大量的煤塵，從各個(gè)方面來看都具有較強(qiáng)的優(yōu)越性。

2 放頂煤液壓支架的應(yīng)用

放頂煤液壓支架在煤礦生產(chǎn)過程中主要應(yīng)用于開采煤的階段，主要可分為三個(gè)階段：第一，部分割煤；第二，將割煤半成品送入前部輸送機(jī)；第三，放煤并且拉開后部輸送機(jī)。在煤礦的整體生產(chǎn)過程中，采用了“追機(jī)”移架的方式對頂板進(jìn)行支護(hù)，在采煤機(jī)進(jìn)行割煤時(shí)，要先移支架，再轉(zhuǎn)移運(yùn)輸機(jī)。頂梁在采煤的過程中所擔(dān)當(dāng)?shù)娜蝿?wù)是挑頂以及護(hù)幫、臨時(shí)互頂?shù)淖饔?，由于前段頂梁具有較強(qiáng)的支護(hù)能力，因此避免了工作中會(huì)出現(xiàn)端面或者煤壁片幫冒頂現(xiàn)象。

放頂煤液壓支架在煤礦生產(chǎn)過程中難免會(huì)出現(xiàn)煤礦的損失情況，主要原因在于底板浮煤和溢出溜槽的煤損失以及工作面的煤損失。工作面頂煤以及純放工藝中發(fā)生的煤損失是使工作面煤損失的主要原因。放頂煤液壓支架在煤礦的生產(chǎn)過程中取得了許多成果，表現(xiàn)在多個(gè)方面：第一，放頂煤液壓支架結(jié)合了大采高支架與放頂煤技術(shù)，大大增加了整體工藝的穩(wěn)定性同時(shí)也形成了良好的支護(hù)效果，更加有利于頂煤的充分破碎。第二，放頂煤液壓支架的放置范圍很大，對于多種層次及厚煤層生產(chǎn)都具有兼容性，放頂煤液壓支架的設(shè)計(jì)中運(yùn)用了雙前連桿，使其整體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為前后連桿的狀態(tài)，這種結(jié)構(gòu)能使其在運(yùn)作時(shí)更加穩(wěn)定，添加尾梁插板的結(jié)構(gòu)也使得整個(gè)生產(chǎn)過程更加靈活，便于放煤破碎煤操作的進(jìn)行，也有效避免了大塊煤的堵塞情況。第三，放頂煤液壓支架設(shè)置在掩護(hù)板的頂梁掩護(hù)梁兩側(cè)，增加了其實(shí)用性，在底架上安裝了抬底裝置，也使得支架的移動(dòng)更加便捷，也能更順利地適應(yīng)多種不同的工作環(huán)境以及狀態(tài)[2]。

3 放頂煤液壓支架的發(fā)展

3.1 我國放頂煤技術(shù)發(fā)展回顧

我國放頂煤技術(shù)的發(fā)展自20世紀(jì)80年代開始，至今還在不斷地進(jìn)步中，最初有高位、中位、正四連桿小插板、反向四連桿大插板等，發(fā)展到兩柱掩護(hù)式以及大采高低位放頂煤液壓支架，持續(xù)進(jìn)行著架型的變革，并象征著放頂煤技術(shù)的不斷進(jìn)步。在放頂煤技術(shù)的不斷進(jìn)步與完善中，放頂煤液壓支架的發(fā)展也隨之不斷創(chuàng)新，產(chǎn)生了種類且效果更加優(yōu)良的架型，創(chuàng)新是生產(chǎn)的持續(xù)動(dòng)力，這句話同樣適用于放頂煤技術(shù)的發(fā)展，創(chuàng)新思維推進(jìn)了放頂煤相關(guān)技術(shù)的持續(xù)不斷地發(fā)展。

3.2 放頂煤液壓支架創(chuàng)新成果

放頂煤技術(shù)在30年的發(fā)展歷程中，低位放煤技術(shù)逐漸取代了高位、中位放煤技術(shù)，低位放煤技術(shù)經(jīng)過不斷的研發(fā)，主要包括正四連桿四柱支撐掩護(hù)式放頂煤液壓支架、反四連桿四柱支撐掩護(hù)式放頂煤液壓支架、單擺桿輕型放頂煤液壓支架以及兩柱掩護(hù)式放頂煤液壓支架等多種不同的架型，分別在不同的煤礦開采類型下發(fā)揮著作用。

正四連桿四柱支撐掩護(hù)式放頂煤液壓支架是一種廣泛應(yīng)用于綜放工作面的支架類型，發(fā)展較為成熟，特點(diǎn)表現(xiàn)在其較強(qiáng)的支護(hù)能力上，使得整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較強(qiáng)，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)的人行通道較寬，更加有利于工作人員的操作，也使得整體操作更加便捷，進(jìn)而在很大程度上提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)產(chǎn)量也得到了提高。

反四連桿四柱支撐掩護(hù)式放頂煤液壓支架的力學(xué)特性優(yōu)于正四連桿液壓支架，其在設(shè)計(jì)上將后部放煤的空間加大，使得放煤的效率和頂煤的采出率在一定程度得到提高，避免了不必要的浪費(fèi)，該種架型對于立柱的受力情況也有了很大的改善[3]。

單擺桿輕型放頂煤液壓支架是一種質(zhì)量較輕且操作簡便的液壓支架，其廣泛應(yīng)用于中小煤礦產(chǎn)業(yè)中，能在有限的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)煤礦的開采機(jī)械化以及自動(dòng)化，然而其具有的缺點(diǎn)便是穩(wěn)定性相較于其他架型顯著變差，很難達(dá)成優(yōu)良的支護(hù)效果。

兩柱掩護(hù)式放頂煤液壓支架的顯著特點(diǎn)便是單排立柱，使得整體的受力更加均勻，支護(hù)效果有明顯的提高，是一種新型的放頂煤液壓支架。

3.3 放頂煤液壓支架未來發(fā)展方向

我國當(dāng)前放頂煤液壓支架的發(fā)展方向主要放在發(fā)展兩柱以及輕型放頂煤液壓支架上，重點(diǎn)通過放頂煤技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)煤礦開采的高度機(jī)械化以及自動(dòng)化，并能在很大程度上使綜放開采工作整體效率得到提高，持續(xù)完善我國的煤礦開采技術(shù)，研制出具有高度適應(yīng)性的放頂煤液壓支架。

4 結(jié)語

放頂煤液壓支架在煤礦生產(chǎn)過程中有著極為廣泛的應(yīng)用，隨著我國經(jīng)濟(jì)以及科技等各方面的持續(xù)發(fā)展，液壓支架架型也在不斷革新，使得我國的煤礦生產(chǎn)技術(shù)愈加成熟，保證了煤礦工作效率以及安全性。

[1]李勝軍，王彪謀，李成喜，等.放頂煤液壓支架應(yīng)用和選型趨勢研究[J].煤礦開采，2014（5）：1-3；7.

[2]王彪謀，高素英，杜忠孝，等.四柱放頂煤液壓支架支護(hù)能力技術(shù)研究[J].煤礦開采，2015（2）：27-29；55.

[3]陳敏，趙仲凱，張凱，等.淺埋煤層放頂煤液壓支架選型與適用性分析[J].煤礦機(jī)械，2015，36（3）：199-201.