李勇

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720111

摘要：超前巷道圍巖在采煤工作面采動的影響下，受到多種壓力疊加作用，礦壓顯現(xiàn)復(fù)雜，同時該區(qū)段設(shè)備布置密集，是行人、通風(fēng)及運(yùn)輸咽喉，是維護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。隨著煤炭行業(yè)技術(shù)水平不斷發(fā)展，煤炭開采技術(shù)和裝備及煤炭資源變化開采方式都出現(xiàn)新特點(diǎn)，為適應(yīng)回采和大型設(shè)備和運(yùn)輸安裝需求。巷道高度達(dá)到44.5米，寬度達(dá)到56米。為適應(yīng)超前巷道變化對支護(hù)的要求，本文分析了順槽超前支護(hù)液壓支架組的設(shè)計制作，為煤炭資源的安全高效的開采提供借鑒。順槽超前支護(hù)支架組主要解決采煤工作面超前支護(hù)的技術(shù)難題。超前支架組，是由四架超前支護(hù)支架及自移千斤頂和支架之間的連接件組成。支架左右鉸接采用萬向節(jié)的形式，具有較強(qiáng)的頂?shù)装暹m應(yīng)能力和同時支架組有及時支護(hù)能力，移架阻力較小。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。該支架形式在自動化作業(yè)、安全性和生產(chǎn)效率方面都有重要提高。

關(guān)鍵詞：超前支護(hù)；頂板破碎；順槽；安全高效

1 采煤巷道設(shè)置超前支護(hù)的必要性

采煤工作面安全出口是連接回風(fēng)巷和運(yùn)輸巷的關(guān)鍵部位，此處控頂面積大。特別在工作面超前支承壓力作用下，頂板大量下沉。再加上機(jī)頭、機(jī)尾和其他設(shè)備體積大，在移動這些設(shè)備時，又必須反復(fù)支柱撤柱使頂板更加破碎。由于上述原因，工作面上下出口處最容易發(fā)生冒頂事故，必須特殊管理，加強(qiáng)支護(hù)。

2 超前支護(hù)支架的結(jié)構(gòu)

超前支護(hù)支架的主體結(jié)構(gòu)為前后雙液壓缸立柱支撐四連桿結(jié)構(gòu)，超前支架組整體型式是由四架超前支護(hù)支架、自移千斤頂及支架之間的連接件組成。每個超前支護(hù)支架，是由頂梁、橫向活動鉸接粱、底座、側(cè)支撐板、后掩護(hù)粱和護(hù)幫板、穩(wěn)定連桿、立柱、千斤頂、控制閥組類、膠管及銷軸等連接件構(gòu)成。煤礦超前支架組，代替單體支柱對巷道進(jìn)行超前支護(hù)，超前支架組為雙列式結(jié)構(gòu)，超前支架每組支架均采用反四連桿作為穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，左右頂梁之間通過雙鉸接軸相連，每條頂梁均帶有外側(cè)護(hù)板，對巷道頂板進(jìn)行維護(hù)。

3 超前支護(hù)支架技術(shù)參數(shù)

支架型式：前后雙液壓缸立柱支撐四連桿型超前支護(hù)液；壓支架（ZTZ21870＼2000＼3300），高度（最低/最高）：2000/3300mm，寬度：1400mm，支護(hù)長度：20米，工作阻力（P=357MPa）：21870kN，支護(hù)強(qiáng)度：022034MPa，泵站壓力：315Mpa，立柱（16個），型式 ：單伸縮缸加機(jī)械加長活柱，缸徑 （mm） φ200/φ156，推移千斤頂（6個），行程（mm） 700*3，缸徑/桿徑（mm） φ200/φ120，側(cè)護(hù)千斤頂（16個），缸徑/桿徑（mm） φ100/φ70，后掩護(hù)粱千斤頂（2個），缸徑/桿徑（mm） φ140/φ85，后護(hù)幫千斤頂（2個），缸徑/桿徑（mm） φ100/φ70

支架組各構(gòu)件按圖紙裝配齊全。千斤為收回狀態(tài)。事先要求進(jìn)行預(yù)動作，保證動作正確，無串漏液情況。管路整齊無干涉。泵站壓力31.5MPa。

4 我單位自行設(shè)計制作的超前支護(hù)液壓支架應(yīng)用效果特點(diǎn)

我單位自行設(shè)計制作的前后雙液壓缸立柱支撐四連桿型超前支護(hù)液壓支架在我局板石煤礦52301 采煤工作面投入使用，支護(hù)巷道高度3.2米，寬度4.4米，走向支護(hù)長度20延長米。通過使用此支架通用于下順槽和左右工作面，便于生產(chǎn)、安裝、管理、操作和維護(hù)。支架頂梁采用左右鉸接采用雙軸鉸接的形式，可以上下錯動，能增強(qiáng)對頂板不平整的適用性，底座采用船型結(jié)構(gòu)，減少移架阻力，并增加了地腳接觸面積，防止因底板松軟，架體下陷難以移架的不利影響。支架由四組連接成一套，每組間有一對推移千斤頂連接，推進(jìn)動作為后組支撐推移前組一個步距；然后前組支撐，拖拉后組前移一個步距；四組依次前移，與工作面同步推進(jìn)。推進(jìn)由液壓操縱代替?zhèn)鹘y(tǒng)單體支護(hù)人工倒運(yùn)單體和鋼粱的繁重體力勞動，并提高了推進(jìn)效率，同時成組的超前支架具有較強(qiáng)的防倒與調(diào)架功能。每臺支架均設(shè)四連桿機(jī)構(gòu)和防倒機(jī)構(gòu)，以保證超前支架的穩(wěn)定性。

5 超前支護(hù)支架與單體支護(hù)支架相比的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的綜合機(jī)械化采煤工作面兩順槽超前支護(hù)主要以單體液壓支柱配合梁體進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。采用該超前支架，大大縮短了端頭支護(hù)時間，提高了設(shè)備開機(jī)率，突破限制綜采設(shè)備發(fā)揮最大效率的瓶頸，解決了多年來端頭巷道支護(hù)的老大難問題。

6 超前支護(hù)支架架型發(fā)展

相比較工作面支架，超前支護(hù)支架成熟度不夠，還處于發(fā)展中，各種架型各不相同，各個生產(chǎn)制造廠家、煤炭生產(chǎn)單位、設(shè)計研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究創(chuàng)新。

采煤工作面超前支護(hù)與掘進(jìn)工作面超前支護(hù)頂板條件相比較更復(fù)雜一些，其強(qiáng)度和完整性相對要弱很多。當(dāng)工作面每推進(jìn)一個步距時，順槽超前液壓支架，就需要拉移一次，而每個拉移過程都需要支架降架、升架一次，對支護(hù)區(qū)域內(nèi)的頂板形成反復(fù)支撐，使頂板完整性遭到很大破壞，也使下面操縱的工人受到碎塊和粉塵的威脅。

超前支架在適應(yīng)性、設(shè)計方法及使用過程中還存在諸多問題，還需要對超前液壓支架構(gòu)成的支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行研究。超前支架應(yīng)用環(huán)境多是大巷道斷面，高度大，而且由于受到超前巷道中設(shè)備、行人和運(yùn)輸通道的限制，多是高和窄形設(shè)計，造成穩(wěn)定性較差，架型結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性同樣是需要公關(guān)的課題。

7 結(jié)語

針對現(xiàn)階段超前支護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，提高超前支護(hù)液壓支架等先進(jìn)支護(hù)裝備的應(yīng)用推廣，以適應(yīng)煤炭開發(fā)形勢，保障煤炭安全高效生產(chǎn)。工作面下順槽超前支護(hù)液壓支架組成功應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了采煤工作面超前支護(hù)的機(jī)械化和自動化，是采煤工作面超前支護(hù)形式的一次創(chuàng)新，在技術(shù)進(jìn)步、自動化作業(yè)、安全性和生產(chǎn)效率方面具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

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