張江林

(晉城煤業(yè)集團(tuán)成莊礦,山西晉城 048021)

超前支護(hù)支架在放頂煤工作面回風(fēng)巷中的應(yīng)用

張江林

(晉城煤業(yè)集團(tuán)成莊礦,山西晉城 048021)

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針對(duì)原放頂煤工作面端尾超前支護(hù)采用單體液壓支柱配合頂梁存在的問(wèn)題,采用超前支護(hù)支架進(jìn)行端尾超前支護(hù),支護(hù)強(qiáng)度高、移動(dòng)方便,節(jié)省支護(hù)時(shí)間,取得了顯著效果。

超前支護(hù);支架;應(yīng)用

傳統(tǒng)的放頂煤工作面回風(fēng)巷超前支護(hù)主要以單體液壓支柱配合梁體支護(hù),根據(jù)巷道斷面及頂板壓力情況確定支護(hù)參數(shù),以確保安全出口的暢通。但是在特殊地質(zhì)條件和相鄰工作面開(kāi)采時(shí),單體液壓支柱配合梁體進(jìn)行超前支護(hù)的局限性逐漸表現(xiàn)出來(lái),支護(hù)強(qiáng)度低,支護(hù)速度慢,勞動(dòng)強(qiáng)度大,投入成本高,安全性差,工序復(fù)雜,需要人工多,容易引發(fā)事故。而采用超前支護(hù)支架對(duì)放頂煤工作面回風(fēng)巷超前支護(hù)段進(jìn)行支護(hù),既提高了頂板支護(hù)強(qiáng)度,又減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,移動(dòng)方便,減少了超前支護(hù)影響時(shí)間,有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

1 超前支護(hù)支架工作方式

超前支護(hù)支架工作方式是利用錨固架和第 1組超前支架互為支點(diǎn)前移,第 2組超前支架和第 1組超前支架互為支點(diǎn)前移,第 3組超前支架和第 2組超前支架互為支點(diǎn)前移,每 1組超前支架由左右 2架組成,移動(dòng)時(shí),左右架體邁步自移?；仫L(fēng)巷超前支護(hù)支架配套情況如圖 1。

回風(fēng)巷超前支架組工作流程:采煤機(jī)割到機(jī)尾

距離超前支架插板約 1.5m時(shí),收 3號(hào)超前支護(hù)支架挑梁插板→采煤機(jī)割透機(jī)尾煤幫后,往機(jī)頭方向返回約 30m→推前溜機(jī)尾→拉 1號(hào)排尾架→拉后溜機(jī)尾→前移 3號(hào)超前支架→采煤機(jī)進(jìn)刀→往機(jī)頭方向割煤→推前溜機(jī)尾→拉 1號(hào)排尾架→拉后溜機(jī)尾→前移錨固架→拉 1號(hào)超前支架→拉 2號(hào)超前支架→拉 3號(hào)超前支架 (伸出挑梁插板)→前移錨固架→拉1號(hào)超前支架→拉 2號(hào)超前支架 (為下一循環(huán)做好了準(zhǔn)備工作)。

2 超前支護(hù)支架和錨固支架

每組超前支護(hù)支架主要由底座、頂梁、挑梁、二連桿、四連桿等組成,其中頂梁和底座分別有 2段鉸接而成,頂梁前后端分別設(shè)置 1根可伸縮的挑梁,通過(guò)增設(shè)二連桿和四連桿提高支架穩(wěn)定性和抗扭功能,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 2。錨固支架主要由底座、頂梁、立柱組成,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 3。

圖2 超前支護(hù)支架結(jié)構(gòu)

3 超前支護(hù)支架和錨固支架工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3.1 工作原理

超前支護(hù)支架和錨固支架是利用架間互為支點(diǎn),邁步整體前移,滿(mǎn)足超前支護(hù)距離不少于 20m的要求,并和工作面支架推移步距、采煤機(jī)截深和回風(fēng)巷斷面相配套。

圖3 錨固支架結(jié)構(gòu)

3.2 超前支護(hù)支架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

(1)采煤機(jī)運(yùn)行到工作面尾部時(shí),僅需移動(dòng) 3號(hào)超前支護(hù)支架挑梁插板就可保證割煤空間;在采煤機(jī)向機(jī)頭割煤過(guò)程中,前移錨固支架和超前支護(hù)支架,為下一循環(huán)做好準(zhǔn)備工作,提高了采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率。

(2)超前支架底座間增設(shè)調(diào)節(jié)千斤頂,同時(shí)在頂梁上也增設(shè)調(diào)節(jié)千斤頂,根據(jù)使用需要隨時(shí)可以拆卸。

(3)錨固支架過(guò)道大、穩(wěn)定、移架方便、不扎底,設(shè)有拉架位置。

(4)錨固支架底座前后兩側(cè)都設(shè)計(jì)為船形結(jié)構(gòu),提高底座適應(yīng)底板能力。

(5)錨固支架底座、頂梁與立柱間均采用萬(wàn)向節(jié)連接,提高適應(yīng)頂板變化的能力。

(6)錨固支架底座兩側(cè)增設(shè)調(diào)節(jié)千斤頂,可對(duì)錨固支架前移軌跡進(jìn)行調(diào)整。

4 兩種超前支護(hù)工藝比較

4.1 打單體液壓支柱和木梁聯(lián)合支護(hù)工藝

(1)支護(hù)強(qiáng)度低,有時(shí)底板煤軟時(shí),單體液壓支柱容易鉆入底板內(nèi),造成回柱困難,安全性差,極易發(fā)生安全事故,存在安全隱患。

(2)超前支護(hù)工作量大,勞動(dòng)強(qiáng)度高,投入人力多,支護(hù)效率低,嚴(yán)重制約礦井的高產(chǎn)高效。

(3)超前支護(hù)時(shí)間長(zhǎng),造成采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率低。

(4)投入成本高,木梁為一次性,單體液壓支柱損害嚴(yán)重,造成噸煤成本增加。

4.2 超前支護(hù)支架工藝

(1)實(shí)現(xiàn)了采煤工作面超前支護(hù)的機(jī)械化,是采煤工作面超前支護(hù)形式的一次創(chuàng)新和革命。

(2)采用手動(dòng)操作邁步交替自移,實(shí)現(xiàn)機(jī)械化超前支護(hù)。

(3)超前支架頂梁、底座分別由 2段箱形結(jié)構(gòu)連接,支架穩(wěn)定性好。

(4)四連桿機(jī)構(gòu)與二連桿的設(shè)置,為超前支架具有良好的穩(wěn)定性和運(yùn)動(dòng)軌跡提供保證。

(5)超前支架頂梁前后均設(shè)置回轉(zhuǎn)挑梁,并帶伸縮梁,有較強(qiáng)頂板適應(yīng)能力和及時(shí)支護(hù)能力。

(6)具有較強(qiáng)的防倒與調(diào)架功能。

(7)具有適應(yīng)頂板歪斜的能力。

(8)在保證左右架間頂板支護(hù)的前提下,左右架間具有較大的可調(diào)節(jié)范圍。

(9)操作控制閥組,支架就能移動(dòng),工人勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低。

(10)自動(dòng)化程度高,便于采面單產(chǎn)的進(jìn)一步提高。

(11)整架移架方便,工效明顯提高。

5 發(fā)展方向

隨著社會(huì)的發(fā)展,礦井原煤產(chǎn)量需大幅度提高,同時(shí)噸煤成本應(yīng)嚴(yán)格控制,以追求最佳的經(jīng)濟(jì)效益,該超前支護(hù)工藝適應(yīng)發(fā)展的需要,有很好的推廣應(yīng)用前景,將對(duì)回風(fēng)巷超前支護(hù)提供很好的發(fā)展平臺(tái)。本設(shè)備將有力地推動(dòng)超前支護(hù)工藝技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)一步提高采面單產(chǎn),加快礦井高產(chǎn)高效建設(shè),以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。

[責(zé)任編輯:林 健]

TD355.4

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1006-6225(2010)05-0071-02

2010-04-27

張江林 (1975-),男,山西晉城人,機(jī)械工程師,晉城煤業(yè)集團(tuán)成莊礦機(jī)電室工作。