急倾斜煤层综采双通道端头液压支架研制与应用.pdf

第 1期 2 0 1 3年 3月 水 力采煤 与管道 运输 HYDRAUL I C C OAL MI NI NG ＆ P I P EL I NE TRANS P 0R AT 1 0N No． 1 M0 3 “． 2 01 3 急倾 斜 煤 层 综 采双 通 道 端 头 液压 支 架研 制与应 用 王建新李健卓军刘 富安秦云文 华 蓥山广 能集 团公 司 四川 华 蓥 6 3 8 6 0 0 摘要 针 对倾斜、 急倾斜煤层综采使 用的端 头液压支架存在的问题 ， 将 端头液压 支架的立柱 由 支架底座的前端改在靠近端头支架的中部位置， 并在支架立柱前方设计 了可升降挡煤 矸 装 置， 研制了双通道端头液压支架， 形成了运煤和行人分别独立的专用通道， 有效解决了工作面 下出 口行人安全和端头 支架立柱不受煤 矸 冲击等技 术难题 。 关键词 急倾斜 双通道 端头液压 支架 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 6 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 60 8 9 8 2 0 1 3 0 1 0 0 2 20 2 1概 述 华蓥 山广 能 集 团公 司倾 斜 煤层 综 采程 度 已 达 到了 1 0 0 ％ 。但 是 随 着各 矿 井 开 采水 平 的延 深 ， 急倾斜煤层所 占比例 已逐步提 高到 6 0 ％ 以 上 ， 如果急倾斜煤层综采技术不能取得有效突 破 ， 矿井 的可持续发 展将 面临严 峻挑 战。急倾 斜 煤层综采工作 面受 “ 三机” 防倒 防滑 、 工 作面飞矸 伤人 、 下 出 口端头支护及行人安全“ 三大” 技术难 题制约， 增加了急倾斜煤层综采技术与装备研究 工作的复杂性和难度， 造成国内外急倾斜煤层综 采技 术远 落后 于非 急倾斜综 采技术 的进步速度 。 在国内外无急倾斜综采成熟技术借鉴的情况下 ， 2 0 0 5年开始 ， 华 蓥山广能集 团公 司组织多专业工 程技 术人 员 ， 对急倾斜 煤层综采 技术及关 键设备 进行 了 自主攻关 研究 。通 过几年 的攻 关研究 ， 急 倾斜 煤层综 采技 术“ 三大 ” 难 题分 别 取得 了重要 突破 ， 成果 获得 四川省科技进步一等奖 。 工作 面端 头支 护是 急倾 斜 综 采技 术 的 重要 组成部分 。下 面介 绍急 倾斜 煤 层综 采工 作 面下 端头支护研究 成果 。 2 急倾斜煤层综 采端头液压支架研制 2 ． 1 原端头液压支架存在的问题 国内倾斜和急倾斜煤层原使用的是横式端 头液 压支 架 ， 其 主要结 构 为 立 柱处 于支 架底座 的前端， 在立柱的后方安放运煤转载机并兼作行 人通 道 ， 造 成在 支架立 柱后 方 的唯一 通道 中 ， 既 要运煤， 又要行人。此种结构的端头液压支架存 在的主要问题 ①运煤和进出采煤工作面的行人 2 2 处 于同一 通 道 内 ， 当有行 人 通 过 工 作 面 下 出 口 时 ， 有可 能 受 到工 作 面 突然 飞 窜 下 来 的 煤矸 威 胁 ； ②采煤机割下的煤矸 煤层中的夹矸 ， 落在 煤层底板上的滚动速度非常快 ， 会对端头支架的 立柱造成较大冲击， 使端头支架立柱的寿命大大 缩短； ③由于端头支架的立柱靠近支架底座的前 端， 使支架底座前端受到的集中压力较大， 当煤 层底板遇水软化后 ， 易 出现支架底座 前端扎入 煤 层底板 中 ， 对端头支架 的顺 利前移造 成一定 的影 响 。 2 ． 2 双通道端头液压支架研究 针对原有端头液压支架存在的问题， 将端头 液压支架 的立 柱从 支架 底座 的前 端后 移 到靠 近 支架底 座的中部位 置 ， 并 在支架立 柱前方设计 了 全封闭可升降的挡煤 矸 装置。改进后的端头 支架将转 载机 的机尾安放 在挡煤 矸 装 置 的前 方 ， 挡煤 矸 装 置的后 方作为 专用行 人通道 ， 形 成了运煤和行人分别独立的专用通道 ， 既解决了 行人安全问题 ， 又解决 了端头支架立柱受煤 矸 冲击问题 ， 同时也改 善了端头支 架底座前端 在松 软底板 中出现 扎底 的现 象。改进 后 的端 头液 压 支架见 图 1 。 如图 1所示 ， 采煤 工作 面 的落煤 经煤层底 板 自溜和刮板输送机装入机巷转载机 5内， 下挡矸 板 6的下端与支架底座 固接 ， 下挡矸板加 固支腿 7对下挡矸板起 到加 固作用 ， 防止受 到煤矸 长期 冲击后产生变形 ； 上挡矸板 8通过 活动 绞接 座 9 绞接在支架顶梁下 ， 并与挡矸 板 6形成 可滑动搭 接 ， 当支架需 要 升架 或 降架 时 ， 上 挡矸 板 8可沿 下挡矸板 6的表面向下或向上进行 自由升、 降滑 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 3年 3月 王建新等 急倾斜煤层综采双通道端头液压 支架研制与应用 第 1期 1一顶梁 ； 2一伸缩 梁 ； 3一立柱 ； 4一底 座 ； 5一转 载 机 ； 6一下 挡 矸板 ； 7一下 挡矸板 加 固支腿 ； 8一上挡矸 板 ； 9一上挡矸 板活动绞接座； 1 0一 煤层底板； 1 1 一行人专用通道； l 2一支架 后立 柱 图 1 双通 道端 头液压 支架 不意 图 移 ， 不会影 响支架 的升降作业 。 自主开发 的急倾 斜煤层综 采 双通 道 端头 液压 支 架 由华蓥 山广能 集 团嘉华公 司制造并获 国家实 用新 型专利 ， 专利 号 Z L 2 0 0 7 2 0 1 2 5 1 3 5 ． 4。端 头 支 架 主 要 技 术 参 数如表 1 。 表 1 端 头支 架主要 技术 参数 支架后 立柱 最大高 度／ mm 支架后 立柱最 小高 度／ mm 支架宽 度 顶 梁 长度 伸 缩梁 长度 初 撑力／ k N 工 作阻 力／ k N 支 护强 度／ MP a 重量／ t 3端头液压支架推广应用 自主研发 制造 的首套 急 倾斜 煤 层 综采 双 通 道液压支架经华 蓥 山广能集 团绿 水 洞煤矿 5 6 5 4 综采工作面 煤层倾角 4 6 。 工业性试验表明， 端 头支架相关技术参数设计及安全 防护功能均达 到了设计要求 ， 现场使用情况 良好， 产品已在北 京、 黑龙江、 新疆 、 四川等地倾斜和急倾斜煤层综 采工作 面得到推广应用 ， 为 改善倾斜 和急倾斜 煤 层综采端 头支护和行人 安全 ， 起到 了重要 的技 术 保障作用 。 4 结 语 我国急倾斜煤层储量较丰富， 占国内煤炭总 储量的 1 5 ％左右。急倾斜煤层综采双通道端头 液压 支架 的研究成 功 ， 有效解 决 了急倾 斜煤层 综 采工作 面下 出 口事 故 多发 区 的顶 板 管 理 问 题 。 下 出 口的行人 和煤 炭 运输 分别 在 不 同的通 道 内 进行 ， 实现了运煤畅通 ， 行人安全。端头支架的 立柱在挡煤 矸 装置 的保护下 ， 避免 了立柱在 出 口处长期受 到煤矸 的冲击 ， 大幅度提 高 了立柱 的 使用寿命 。 自主研 制的双通 道端头 液压支架 ， 不 但可用于急倾斜煤层 综采端 头支护 ， 也 可用于倾 斜 煤层综 采端 头 支护 ， 对 提高 倾斜 、 急倾斜 煤层 综合机械化开采装备水平， 实现安全高效开采具 有重要的借鉴作用。 作者简介 王 建新 1 9 5 8一， 男 ， 四 川甘 洛 人 ， 工程 师 ， 1 9 8 0年毕 业 于 重 庆煤矿 学校 ， 2 0 0 8年 毕 业 于马 来 西 亚科 技 大 学， 现 任 四 川 华 蓉山广 能集 团公 司副总经理 ， 获 省部级 科技进 步 奖 2项 。 收稿 日期 2 0 1 21 02 5 2 3 如 ∞ m 蚰 ％ 呈 ” M ￡ 3 一 _-_．＼、I 腊 阅瞪 潲摊 溅欢 稿 欢 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m