李明鑫

（陽煤集團新景公司生產(chǎn)技術(shù)部，山西 陽泉 045000）

陽煤集團新景公司自投產(chǎn)以來，綜采工作面一直使用支撐掩護(hù)式支架支護(hù)頂板進(jìn)行生產(chǎn)，為進(jìn)行設(shè)備升級，科學(xué)管理頂板，引進(jìn)了ZY5000/16/35型兩柱掩護(hù)式支架，并在3#煤蘆南一區(qū)71127工作面進(jìn)行試用。試用期間，利用綜采工作面礦壓綜合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對工作面及其兩巷的礦壓顯現(xiàn)進(jìn)行觀測，以便掌握3#煤蘆南區(qū)綜采工作面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，從而對支架能否適應(yīng)3#煤層地質(zhì)條件，以及支架的工作性能、支架結(jié)構(gòu)的合理性等指標(biāo)進(jìn)行評估。

1 71127綜采工作面地質(zhì)概況

（1）井下位置及與四鄰關(guān)系

71127工作面位于蘆南一區(qū)南翼西部，東為71125工作面（已采），西為71128工作面（已采），北隔采區(qū)大巷與71126工作面（正采）相對，南部為礦界。

（2）工作面煤層情況

71127工作面所采3#煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，一般含一層夾石。煤層以鏡煤亮煤為主，內(nèi)生裂隙發(fā)育。煤層傾角2～12°，煤層厚度1.52～3.23m。

（3）煤層頂?shù)装?/p>

71127工作面?zhèn)雾敒樯罨疑母邘X石泥巖，厚度0.26m，直接頂為灰黑色、性硬而脆、含大量植物化石碎片的砂質(zhì)泥巖，厚度2.25m，老頂為灰白色、石英為主、長石次之的中粒砂巖，厚度2.78m。直接底為灰黑色，上部含砂量小、含大量植物根莖化石的砂質(zhì)泥巖，厚度0.60m，老底為灰色、以石英為主、夾薄層泥質(zhì)條帶的粉砂巖，厚度5.2m（參見圖1）。

2 工作面簡況

71127工作面走向長度474m，采長184m，共安裝ZY5000/16/35型掩護(hù)式液壓支架124組，兩端頭采用支設(shè)走向木棚梁管理頂板，勞動組織為“二九一六”制，平均日進(jìn)2.4m，平均日產(chǎn)1539t，工作面支架單根立柱額定工作阻力為2500kN，平衡千斤頂下腔額定工作阻力為1275kN，平衡千斤頂上腔額定工作阻力為815kN（參見圖2）。

圖1 71127煤層頂?shù)装逯鶢钍疽鈭D

圖2 71127工作面狀況示意圖

3 工作面礦壓顯現(xiàn)簡析

（1）71127工作面初次來壓步距為34m，周期來壓步距最大為23m，最小為16m，平均為19m。來壓期間支架立柱最大工作阻力為5230kN，最小為2914kN，平均為3980kN，平衡千斤上腔最大為830kN，平衡千斤下腔最大為1306kN，見表1。

（2）該型支架的額定工作阻力為5000kN，從此次觀測數(shù)據(jù)可知，支架的工作阻力在頂板初次來壓、周期來壓期間有40%都超過了5000kN，其他時間支架的工作阻力都小于5000kN。

（3）本工作面煤壁片幫不嚴(yán)重，最大片幫深度為400mm。

（4）根據(jù)礦壓觀測結(jié)果，工作面進(jìn)風(fēng)順槽超前壓力的影響范圍為120m，在距采線60～80m時順槽開始有相對較大的變形，尤其是處于鄰近工作面采空區(qū)段的巷道變形破壞相當(dāng)嚴(yán)重，兩幫移近量的最大值為950mm，頂?shù)装逡平康淖畲笾禐?00mm。

表1 71127工作面礦壓顯現(xiàn)一覽表

4 ZY5000/16/35型兩柱掩護(hù)式支架的評價和分析

圖3 ZY5000/16/35掩護(hù)式支架示意圖

（1）ZY5000/16/35型兩柱掩護(hù)式支架與四柱型支撐掩護(hù)式支架相比較的優(yōu)點：

① 該型支架使用本架操作，簡化了液壓系統(tǒng)，操作方便快捷。

② 該型支架液管少，跑、冒、滴、漏現(xiàn)象大大減少，減輕了支架維檢工的維修量。

③ 該型支架裝有伸縮前探小梁，對工作面頂板能夠及時有效地維護(hù)，控制端面距，很好地控制了頂板的塌落，尤其是工作面滾幫煤大時效果更佳。

④ 該型支架增加了抬底千斤頂，提高了提架速度，大大降低了工人勞動強度，提高了安全系數(shù)，以往提架，人工使用單體柱或木頭進(jìn)行操作，既費力又費時，且必須停機停溜。

⑤ 該型支架推移千斤的推拉力較大（拉架力達(dá)到529kN），提高了推溜移架的速度，增加了機組的割煤時間。

⑥ 該型支架的平衡千斤頂，通過控制頂梁與掩護(hù)梁相對位置，調(diào)整整個支架很好地適應(yīng)頂板壓力變化，使支架保持平衡，合理承受頂板壓力。

⑦ 由于該型支架減少了兩根支撐后立柱，使得支架的操作簡單方便，在兩根立柱伸起的同時，支架能夠一次性達(dá)到平衡狀態(tài)，簡化了伸架時，四柱支撐掩護(hù)式支架的四根立柱都需要調(diào)整的繁瑣步驟。

⑧ 該型支架的底座為分體剛性底座，由左右兩部分組成，排矸性能好，能夠適應(yīng)起伏不平的工作面底板。

（2）ZY5000/16/35型兩柱掩護(hù)式支架與四柱型支撐掩護(hù)式支架相比較的缺點：

① 該型支架質(zhì)量分布不均，前重后輕，尤其是采下坡時易發(fā)生栽頭現(xiàn)象，支架工必須協(xié)調(diào)好立柱和平衡千斤，使支架仰角符合要求。

② 該型支架的立柱和安全閥質(zhì)量存在問題，工作面回采期間，造成數(shù)量近1/3的支架（工作面共有124架）先后在頂板三次周期來壓時出現(xiàn)集中偷降，并把主液管擠壓斷裂。

③ 根據(jù)礦壓觀測，在整個回采期間，數(shù)量占1/3的支架的兩根立柱受力都很小，甚至有的測力儀顯示數(shù)值為零，另一部分?jǐn)?shù)量占1/3的支架兩根立柱的支承力差距較大，有的甚至出現(xiàn)一根立柱支承壓力增加的同時，另一根立柱的支承力反而減小，造成了支架立柱受力不均的狀況，說明支架大部分立柱存在質(zhì)量問題。

④ 支架的大部分安全閥存在質(zhì)量問題，在工作面頂板來壓荷載超過支架額定工作阻力時，立柱卸壓后，安全閥出現(xiàn)不能及時關(guān)閉，甚至不關(guān)閉的現(xiàn)象，在9月1日零點班、10月4日中午班和12月7日中午班三次工作面部分支架在受壓的情況下集中出現(xiàn)立柱緩慢卸載回縮，不能有效支撐頂板的情況。

⑤ 根據(jù)礦壓觀測結(jié)果及支架受力分析，有質(zhì)量問題的支架都處在工作面支架出現(xiàn)大面積偷降的區(qū)域，這充分說明支架的質(zhì)量問題是造成工作面回采期間出現(xiàn)大面積支架偷降，不能支護(hù)頂板的主要原因。

5 結(jié)語

ZY5000/16/35型兩柱掩護(hù)式液壓支架從結(jié)構(gòu)上改善了支架的受力狀況，使得支架的承載力大部分集中在兩根立柱上，平衡千斤則主要起到調(diào)節(jié)支架平衡的作用，該型支架在移架時，操作簡單、方便、容易；該型支架裝有箱形結(jié)構(gòu)的內(nèi)伸縮前探梁，能在支架拉架前起到很好的臨時支護(hù)作用，及時有效地防止破碎頂板冒落，提高了安全系數(shù)和生產(chǎn)效率，為礦井的高產(chǎn)高效創(chuàng)造了有利條件。