红柳林煤矿回风巷超前支架研制.pdf

红柳林煤矿回风巷超前支架研制 朱军 天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 100013 ［ 摘 要］根据红柳林煤矿综采工作面回风巷的支护要求，研制了 ZTC16044/27/50 型超前支 架，分析了超前支架的主要技术参数要求，介绍了超前支架的结构特点、技术参数、操作要求以及采 用该型支架后的使用情况。 ［ 关键词］回风巷道;超前支架;支护强度;稳定性 ［ 中图分类号］ TD355. 9［ 文献标识码］ B［ 文章编号］ 1006- 6225 201202- 0044- 02 Development of Advanced Powered Support for Ventilation Roadway in Hongliulin Colliery ［ 收稿日期］ 2011－11－29 ［ 作者简介］ 朱军 1967－ ，男，江苏昆山人，硕士，高级工程师，现从事液压支架设计工作。 红柳林煤矿是由陕西煤业股份有限公司和榆林 煤炭运销集团有限公司、神木县国有资产运营公司 出资 兴 建，矿 井 地 质 储 量 1. 95Gt，可 采 储 量 1. 21Gt，为侏罗纪煤层、低瓦斯矿井，设计生产能 力12. 0Mt/a。2006 年开工建设，2009 年4 月16 日 开始联合试运转，是陕西省建设的第 1 个年产千万 吨级的现代化大型矿井。 红柳林煤矿煤层赋存稳定，倾角近似水平，煤 层赋存特点是浅埋深、薄基岩顶板、厚冲积砂覆盖 及煤层致密坚硬。回风巷原超前支护采用单体液压 支柱支护方式。根据 煤矿安全规程规定 “采 煤工作面所有安全出口与巷道连接处超前压力影响 范围内必须加强支护，且加强支护的巷道长度不得 小于 20m” 。采用单体液压支柱支护方式，每巷一 般需要布置 3 ～4 排、约 60 ～80 根支柱，这种支护 方式支护强度低、工人劳动强度大、安全性差和支 护速度慢，不能满足高产高效综采工作面生产的要 求，制约着工作面的推进速度。因此，研制适应大 采高综采面回风巷超前支护要求的超前支护设备， 对保证红柳林矿大采高综采工作面安全开采和实现 高产高效有着重要意义。为了解决这一问题，天地 科技股份有限公司研制了 ZTC16044/27/50 型超前 支架。 1超前支架主要技术参数确定 ZTC16044/27/50 型超前支架 见图 1、图 2 是为红柳林煤矿 25202 综采工作面设计的回风巷超 前支架。 图 1 ZTC16044/27/50 型超前支架 图 2支架侧视 1支护强度25202 综采工作面回风巷道 沿底板掘进，留顶煤，采用锚网支护，巷道压力显 现不明显。回风巷超前支护支架对顶板的作用应以 “支”为辅、以 “护”为主，支护强度不宜过高， 以减小超前支架反复支撑对巷道顶板的破坏。参考 单体支柱时支护强度，确定回风巷超前支架的支护 强度不小于 0. 1MPa。 2支架高度25202 综采工作面回风巷设计 高度 3. 9m，在掘进过程部分巷道断面超高达到 4. 5m。为了防止超前支架不接顶，在满足运输的 条件下，尽量加大支架的最大结构高度，因此支架 最大结构高度 5m。 3支架长度虽然回风巷道压力不大，超 前压力影响范围不到 20m，按照 煤矿安全规程 的要求，要求超前支架支护不小于 20m。 2超前支架结构特点 1回风巷道布置 3 组超前支架，3 组支架串 44 第 17 卷 第 2 期 总第 105 期 2012 年 4 月 煤矿开采 Coal mining Technology Vo1. 17No. 2 Series No. 105 April2012 联组成，每组超前支架支护长度 6. 74m，三组超前 支架支护总长度 21m。 2每组超前支架左右 2 架顶梁通过销轴、 连接座和顶梁连接横梁连接，连接座采用 “十字 头”结构形式，顶梁连接横梁采用长连接孔，确 保左右架顶梁前后、上下移动时有一定的摆动量。 支架采用整体式底座，有效降低底座比压，减 小支架对硬化底板的破坏。左右 2 架支架底座通过 销轴、连接座连接成一体，增加支架的稳定性和可 靠性。 3每个支架顶梁上方设有 5 个凸台，在支 架降架前移时即可避让开锚杆，保护锚杆不受损 坏，还可以减少支架对巷道顶板的反复支撑次数， 有利于巷道顶板的维护，保证工作面安全生产。 4顶梁内侧设有护顶板，保证行人、行车 安全。 5为保证支架的稳定性，支架稳定机构采 用四连杆机构，结构简单，稳定性好。 6红柳林矿 25202 综采工作面辅助运输用 无轨胶轮车，采煤机、刮板输送机等综采设备零部 件更换都通过回风巷用胶轮车运送。为不影响胶轮 车通行，支架前后连杆、掩护梁布置在外侧。底座 内侧和连接座两边都设计成斜坡，左右底座之间留 出宽 3430mm 空间，保证胶轮车顺利通行。 7前组和后组超前支架通过推移千斤顶、 连接头连接，实现前后组支架相互推拉交替迈步前 移，同时能适应巷道底板起伏变化。每个推移千斤 顶分别单独控制，可以实现调偏及左右转弯，从而 达到对支架推移方向的灵活控制。 推移千斤顶行程 1900mm，是工作面支架推移 千斤顶行程的 2 倍多，工作面推进 2 个步距，超前 支架推移 1 次，减小了超前支架作业时间。 8控制系统采用邻架手动控制方式。每个 立柱和推移千斤顶分别单独控制，确保操作安全。 3主要技术参数 超前支架高度 2700 ～5000mm;宽度 4630mm; 初撑力 11880kN;工作阻力 38. 6MPa16044kN; 支护强度0. 17MPa;对底板比压0. 62MPa;泵站压 力 31. 5MPa;操作方式为手动邻架控制;重量 91900kg。 4超前支架操作 回风巷超前支架操纵阀组布置在支架底座上， 第 1 组超前支架操纵阀组控制第 2 组超前支架。第 2 组超前支架前操纵阀组控制第 1 组超前支架，后 操纵阀组控制第 3 组超前支架。 1移架循环拉移步距为 1900mm，移架顺 序为降第 1 组超前支架顶梁→推第 1 组超前支架 →升第 1 组超前支架顶梁→降第 2 组超前支架顶梁 →拉第 2 组超前支架→升第 2 组超前支架顶梁→降 第 3 组超前支架顶梁→拉第 3 组超前支架→升第 3 组超前支架顶梁。 移架时应将顶梁离开顶板或锚杆，然后再拉 架，拉架过程中注意观察支架周围的情况，是否有 障碍物，顶梁是否歪斜或是否支撑到锚杆，遇到情 况要及时处理。特别注意另一组超前架推移手把不 要动作，停留在中立位置。 2支撑支撑也称升柱，支架推移到新位 置后观察顶梁位置是否正确，调正位置后搬动操纵 阀手把，使立柱升起，直到顶梁支撑住顶板为止。 升架过程中尽量保证支架顶梁与巷道顶底板平行。 超前支架的移动应注意掌握推移方向，降架后 离开巷道顶部，顶梁略向前倾斜，移架到位后升柱 撑住顶板。 5支架使用情况 ZTC16044/27/50 型超前支架于 2011 年 8 月 5 日下井在 25202 综采工作面回风巷道使用，8 月份 推进 164m，产量 405599t;九月份推进 207m，产 量 529833t;十月份推进 285m，产量 632462t，经 过 3 个月的使用，取得了良好的效果。 1使用超前支架后，回风巷取消了单体液 压支柱支护方式，减少了操作人数，大大降低了工 人劳动强度和生产成本，提高了作业安全性。 2加快了超前支护推进速度，满足了高产 高效综采工作面的要求。 6结论 ZTC16044/27/50 型超前支架的使用，成功解 决了综采面超前支护的技术难题，保证了综采面的 安全生产，提高了工作效率，降低了生产成本，实 现了综采面超前支护的机械化和自动化，为今后类 似条件的矿井实现回风巷道超前支护机械化提供了 一种新的设备，具有较大的经济效益和社会效益。 ［ 参考文献］ ［ 1］ 宋德军． 新型回风巷超前支护支架组的设计 ［J］ ． 煤矿机电， 2006 3. ［ 2］ 李法柱． 综采工作面新型超前支架研究与应用 ［J］．山东煤 炭科技，2006 3.［ 责任编辑邹正立］ 54 朱军红柳林煤矿回风巷超前支架研制2012 年第 2 期