炮采挡煤液压支架挡煤板的研究与应用.pdf

2 0 1 0 年第 4 期 煤矿支护 4 9 石 冀0 庄 中 煤 杯 参 评 论 文 炮采挡煤液压支架挡煤板的 研究与应用 王志法徐加 昌 高敏 东 [ 新汶矿业集团公 司 协庄煤矿，山东 新泰 7 1 2 2 J 3 摘 要Z Y3 2 0 0 --0 9 2 1型特种炮采挡煤液压支架挡煤板 主要用于工作面的落煤工 艺中的挡装工序，能够配合支架有效解决工作面挡煤、装煤 以及推装、铲装、支护 工艺要求，并大大节约 了人力、物力，实现 了采煤工艺中挡煤、装煤和支护工序的 自动化。 关键词 支架挡煤板缓冲孔 让压 1 概况 7 1 3 0 2 E工作面位 于一3 0 0水平七 采区 十三层东翼最上部。工作面南起 7 1 3 0 2 E回 风巷，标高一9 6 ． 9 ～一1 0 3 ． 8 m 上 ，北至 7 1 3 o 2 E运 输 巷 标 高 一 1 2 2 ． 3～ 一 1 3 8 ． O m j ． ，东为工作面切眼，西至工作面设计停 采线。7 t 3 0 2 E工 作 面 东 西 走 向长 3 0 7～ 4 0 6 m，平均 3 4 6 m，南北 倾斜宽 l 1 5 m，倾 斜面 积 3 9 7 9 0 m 。对 应 地 面标 高 1 6 3 ． 3 m， 工作面平均埋深 2 9 3 ． 3 m。工作 面以南 尚为 开拓，以东为 3 陷落柱保护煤柱，以北为 7 1 3 0 3 E工作面，以西为断层煤柱 。工 作面 上覆二 、四、六、十一层煤已开采完毕 ，下 伏十五层煤尚未开采 。 协庄煤矿十三层煤结构复杂 ，煤层平均 厚度 1 ． 4 5 ～1 ． 6 m，煤层中有 l 一3层夹石 ， 中间一层稳定 ，厚 0 ． 3 ～0 ． 4 m 左右 ，为较 坚硬的炭质石英砂岩，岩石坚固性系数 f 值 为 6 ～7 ，其余为层状硫铁矿夹石 ，不稳定。 煤层上位岩层 为砂质页岩 ，厚 1 4 ． 4 8 m，灰 黑色 ，性脆 ，含黄铁矿结核 ；基本顶为石灰 岩 四灰 ，厚6 ． 8 m，灰色，坚硬致密，局 部夹有黑色燧石条带，整体不宜冒落，灰岩 质较纯 ，岩溶 裂隙发育 ，充填有方解石脉， 局部揭露灰岩，底部有厚 0 ． 2 ～0 ． 5 m 的分 层 ，易离层 冒落 ；伪底 为砂质页岩 ，厚 O ～ 0 ． 3 m，灰色 ，含粘土性 ；直接底为细砂岩， 厚 2 ． 8 6 m 浅灰色，坚硬致密 ；下位岩层为 沙质页岩，厚 0 ． 9 6 m，灰色、性脆、致密。 现使用的液压支架主要有支撑式、掩护 式和支撑掩护式 以及特种液压支架 包括综 采放顶煤工作面液压支架 ，端头支架 、三软 支架以及铺 网支架四种类型 ，但以上几种 类 型的液压支架均不能应用于炮采工作面 ， 主要是没有解决爆破挡煤和爆破 防护问题 ， 由于爆破冲击波较大 ，如果没有可靠的挡煤 装置或挡煤装置强度低 ，很容易造成爆破打 坏支架立柱 ，打坏支架液压管路等事故 ，直 接制约了炮采工作面机械化水平的提高。 2 特种炮采挡煤液压支架 2 ． 1 结构 Z Y3 2 0 0 --0 9 2 1型特种炮采挡煤 液压支 架回旋挡煤板整体结构包括，可回旋高分子 挡煤板 ，主承重梁体 、缓冲孔、安全阀组和 回旋千斤顶组成 回旋挡煤板与主顶梁采用铰接连接 ，通 过千斤顶实现旋转和定位功能，并安装双让 压安全阀组实现缓 冲让压，在回旋挡煤板的 前端通过螺栓固定有可调皮带挡板。 2 ． 2 工作原 理 5 0 煤矿支护 2 0 1 0年第 4期 工作面在打眼、定炮过程中，回旋挡煤 板处于水平状态 ，回旋千斤顶完全伸出，保 证施工空间，人员在顶梁掩护下工作。 在定炮联线后、爆破前 ，将回旋千斤顶 收回，使回旋挡煤板旋转到挡煤位置，人工 调节可调皮带挡煤板位置，使其与运输机挡 煤板可靠地搭接 ，形成一个与工作面人行道 完全封闭的爆破空间。 爆破时 ，爆炸冲击波通过挡煤板缓冲孑 L 进行卸压，爆破的瞬间，回旋挡煤板在回旋 千斤顶安全阀调定压力值处进行一个小的让 压动作 ，从而缓解爆破对支架挡煤系统的破 坏 ，并保证了挡煤效果，杜绝了爆破后煤炭 的外溢。 开动运输机 ，将运输机 内爆破落煤运输 完毕后，重新伸出回旋千斤顶，保证通机高 度 ，割煤后，进行拉架和支护，从而完成采 煤工艺的各工序。 该种炮采液压支架的应用有效解决了爆 破时工作面的挡煤和防止爆破冲击破坏的问 题，使液压支架向炮采工作面发展应用成为 了可能。 2 ． 3 支架适应条件 支架适应条件为 ①采高 1 ． 2 ～1 ． 9 m； ②倾角 0 ～2 5 。 ； ③煤硬度 中等； ④底板比压 0 ． 7 ～1 ． 3 MP a ⑤支护强度 0 ． 4 2 ～O ． 5 6 MP a 。 3实施效果 工作面定炮联线后 、爆破施工前，将 回 旋高分子挡煤板收至垂直状态 ，利用特殊加 固的防冲前梁，配合可调节高度的高分子挡 板进行挡煤 ，确保了爆破挡煤环节的安全有 效。为保证挡煤 的效果采取以下措施 1 设置缓 冲孔 高分子挡煤板 采用加 厚处理 ，厚度在 5 0 ram 以上，增加其防冲强度 ，并在其上均 匀分布 4 ～5排直径 5 0 ram 的缓 冲释放孔 ， 有效释放爆破冲击波的冲击破坏 。 2 挡板千斤顶设置 “ 让压”安全阀 可旋转挡煤千斤顶采用双向液压锁结构 设计 ，安全阀调定压力根据特定爆破参数下 爆破冲击波的最大冲击力进行测算 ，使其调 定压力保持在爆破瞬间允许安全阀进行一个 小幅度的让压动作 ，使高分子挡煤进行一个 让压的回旋 ，回旋角度在 l O 。 以内，从而缓 解爆破冲击对高分子挡煤板 以及挡煤千斤顶 的破坏。 3 高分子挡煤板配合皮带实现炮道的 全封闭 为适应采高变化的要求 ，在挡板末端安 装皮带进行补充挡煤 ，挡煤板规 格为 1 4 5 0 1 2 0 0 5 ra m ，其上均匀分布四排直径 5 0 ram的缓冲孔。挡煤板的前端使用螺栓连 接安装皮带皮子 ，皮带搭接在运输机溜槽挡 煤板上 ，避免 了爆破落煤的外溢。 第一作者简介王志法男 ，1 9 6 9年出生 。 现任新汶矿业集团公司协庄煤矿副矿长，采 煤高级工程师，联系电话 0 5 3 8 --7 8 3 4 3 3 5 。 通过支架安装特种 可 回旋高分子挡 煤 收 稿日 期 2 0 1 0 ～0 6 2 8 ；责 任编辑 王方荣 板，实现了工作面的挡煤 自动化。 上接第 3 6页 ③巷道加固的时间是支承压力分布与大 小基本不发生变化的时期 ，其加固的范围主 要是破碎区域。 2 0 0 6年毕业于山东科技大学。现在 皖北煤 电集团公司刘桥一矿开拓区从事技术管理工 作 ，助理工程师。联系电话 1 3 8 5 6 1 5 7 7 0 1 ； Ema - l c q w8 8 8 8 8 1 6 3 ． c o m。 作者 简 介 陈 超 男，1 9 8 0年 出生 ， 收稿日 期 2 0 1 0 0 5 2 6 ；责 任鳊辑陈 桂娥