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        液壓支架“刨齒”和尾梁的改造與應(yīng)用

        2020-07-07 06:07:26高寶安
        山東煤炭科技 2020年6期
        關(guān)鍵詞:尾梁移架菱形

        高寶安 胡 兵 賈 華

        (棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司,山東 棗莊 277319)

        1 概述

        1.1 工作面條件

        棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司的2東203 綜采工作面走向北東,傾向北西,平均走向長度393m,傾向長度平均 152m,煤層傾角22~30°,煤層厚度平均3.3m,煤層有滑面,顯魚鱗薄片狀。工作面頂板為泥巖,平均厚度為0.42m,直接頂為中細(xì)砂巖,平均厚度為2.4m,頂板裂隙發(fā)育、易冒落;底板巖性多為泥巖,平均厚度為0.4~1.3m,老底為砂泥巖,平均厚度為5.06m。煤層及頂板具有弱沖擊性。井田內(nèi)斷層較發(fā)育,巖石機(jī)構(gòu)松軟,抗壓強(qiáng)度低,具有可塑性、膨脹性、崩解性以及擾動性等特征,是典型的“三軟”煤層。

        1.2 ZPY4800/14/28QS 液壓支架的應(yīng)用

        (1)2東303 工作面共有ZPY4800/14/28QS 型號液壓支架93 架,每個支架的伸縮梁前端都裝有刨齒,支架的后部都裝有尾梁、插板及菱形網(wǎng)裝置。

        (2)“刨齒”是為了有效鏟落傘檐煤,抵觸煤壁設(shè)計的,可防止架前冒頂,縮小前探梁與煤壁的端距。如圖1 所示。

        圖1 液壓支架“刨齒”

        (3)支架尾梁為整體剛性結(jié)構(gòu),是支架后部的防護(hù)裝置,內(nèi)置可伸縮插板結(jié)構(gòu),尾梁雙側(cè)采用活動側(cè)護(hù)板。尾梁與掩護(hù)梁鉸接,成為鋪網(wǎng)液壓支架防護(hù)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)使后部鋪網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)空間與后部矸石隔離。以千斤頂替代擺桿,并且通過尾梁的翹動及尾梁插板和活側(cè)板,可以實(shí)現(xiàn)不同采高后部的封閉性,如圖2 所示。

        圖2 液壓支架尾梁

        1.3 產(chǎn)生的問題

        (1)工作面在正常推采期間,支架尾部“老塘”頂板垮落非常快而充足,在菱形網(wǎng)擋隔下逐步墜入尾梁內(nèi),占據(jù)了少許空間。生產(chǎn)中有時煤機(jī)割煤“剎底”不到位,造成部分支架仰采角度甚至大于30°,在軟煤、軟底板情況下,部分支架出現(xiàn)陷底及移架“耙底”問題。由于尾梁“耙底”,拉架時尾梁里部堆積浮煤矸,形成阻力。由于上述問題,支架在尾部無法實(shí)施鋪網(wǎng),進(jìn)而采用架前鋪網(wǎng)、煤壁前連網(wǎng)施工方法。

        (2)在實(shí)施鋪網(wǎng)、擦頂移架過程中,菱形網(wǎng)經(jīng)常被支架伸縮梁“刨齒”或前探梁側(cè)護(hù)板掛住,撕壞的菱形網(wǎng)無法掩護(hù)住裸露的頂板,而且無法補(bǔ)網(wǎng)。當(dāng)支架前移后,垮落的矸石會涌入支架的尾梁里,給支架拉架、調(diào)架又增加困難。

        2 液壓支架的改造

        根據(jù)2 東303 綜采工作面生產(chǎn)期間遇到的困難,該礦拿出支架改造方案,在征求廠家意見基礎(chǔ)上,對液壓支架的“刨齒”和尾梁進(jìn)行改造。

        2.1 刨齒的改造

        利用退役或報廢的40T 溜槽和Φ20mm 錨桿,將溜槽兩側(cè)“∑”形鋼分別割開,溜槽半圓鋼和Φ20mm 錨桿分別截取1340mm,將其焊接成U 形,在U 形的“兩肩”割成銳角(防止使用中刮壞菱形網(wǎng)),然后將U 形槽卡在支架刨齒上,與支架焊接牢固。在側(cè)護(hù)板的前面20mm 處焊接Φ24mm 圓鋼折成的U 形卡,將菱形網(wǎng)托起,防止側(cè)護(hù)板刮壞菱形網(wǎng),如圖3 所示

        圖3 改造后的液壓支架“刨齒”

        2.2 支架尾梁的改造

        將支架尾梁2 個千斤頂拆除,然后將支架尾梁(包括插板)割去700mm。如圖4 所示。

        圖4 改造后的液壓支架尾梁

        3 改造后液壓支架的應(yīng)用

        3.1 應(yīng)用的工作面地質(zhì)條件

        2北301 工作面采用走向長壁后退式開采,走向長度474m,傾向長度 138m,煤層傾角平均30°,煤層厚度平均4.4m,以亮煤為主,夾鏡煤條帶,煤質(zhì)較輕,采用綜合機(jī)械化采煤?,F(xiàn)開采一分層采高2.2m,采用全部垮落法管理頂板,使用MG170/410-WD 型雙滾筒采煤機(jī)開采,采高為2.2m,截深0.6m。采煤工藝:割煤→裝煤→鋪網(wǎng)→移架→推溜。

        3.2 鋪網(wǎng)

        (1)采煤機(jī)從工作面每割煤30m(20 個支架)開始鋪設(shè)金屬菱形網(wǎng)。金屬菱形網(wǎng)規(guī)格1.6×3m,金屬菱形網(wǎng)接茬選在支架中心位置,聯(lián)網(wǎng)間距不大于0.2m,使用雙股14#鐵絲連接,并扭結(jié)三圈。

        (2)在煤壁前將菱形網(wǎng)卷放開,使用支架前探梁將菱形網(wǎng)帶入頂梁上部,再使用伸縮梁將菱形網(wǎng)托起,然后向前拉移支架。鋪設(shè)金屬網(wǎng)滯后煤機(jī)不小于5m。菱形網(wǎng)從煤壁到支架上部,再從支架上部到尾梁,再從尾梁到工作面底板全部覆蓋。隨著工作面支架的推進(jìn),支架尾部頂板自然垮落。在菱形網(wǎng)的作用下,將支架與垮落的矸石隔開形成立面,此時注入黃泥漿。隨著支架前移,菱形網(wǎng)在矸石的推動下平鋪在底板上,將矸石與底板煤層隔離,形成人造假頂,為二分層開采創(chuàng)造條件。

        3.3 移架

        為防止架前、架間漏頂,支架采取帶壓擦頂移架。正常情況下,鋪設(shè)金屬網(wǎng)后開始移架。當(dāng)頂板破碎時,采煤機(jī)割煤經(jīng)過2~3 個支架后,必須及時將支架伸縮梁或超前移架進(jìn)行支護(hù),移架時使用防倒和防滑千斤頂將支架調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。

        4 支架改造前與改造后的效果比較

        (1)將液壓支架“刨齒”掩護(hù)改造后,刨齒不再與金屬網(wǎng)直接接觸,避免了支架前鋪網(wǎng)存在的刮網(wǎng)問題,同時也解決了支架后鋪網(wǎng)由于刨齒掛網(wǎng)導(dǎo)致無法實(shí)施的難題。改造后的液壓支架能夠成功地鋪設(shè)人造假頂,為資源回收安全創(chuàng)造了條件。

        (2) ZPY4800/14/28QS 液壓支架尾梁改造后,尾梁縮短,遷移液壓支架過程中直接避免了支架尾梁“耙底”問題,使支架在復(fù)雜的環(huán)境中安全順利地完成拉架移架工作。

        此項改造結(jié)構(gòu)簡單、明了,操作簡便,安全可靠,實(shí)用性強(qiáng),投資少。

        5 結(jié)語

        在大傾角、大仰角、“三軟”煤層、分層(鋪網(wǎng))開采極其復(fù)雜的條件下使用ZPY4800/14/28QS 液壓支架,經(jīng)過實(shí)踐探索,總結(jié)優(yōu)化裝置。經(jīng)過2北301綜采工作面近1 年的應(yīng)用,支架在拉架前移、鋪網(wǎng)生產(chǎn)中正常。通過改造,合理運(yùn)用綜采支架的安全性能,礦井生產(chǎn)效率比高檔普采工作面顯著提升,為綜采支架在難采煤層機(jī)械化開采奠定了基礎(chǔ)。

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