大型充填液压支架的安装技术.pdf

2 0 1 2年第 3 期 中州煤炭 总第 1 9 5 期 大型充填液压支架的安装技术 朱 占帅 ， 姚 山根 平 煤 股 份 十 二 矿 。 河 南 平 顶 山4 6 7 0 0 0 摘要 平煤股份十二矿充填开采使用 Z Z C 8 8 0 0 2 0 ／ 3 8 自夯 式充填 液压支 架 ， 在 不增加 切 眼宽度 的前 提下 ， 向 前 回采 2 4 0 0 m m再安装后部所有 配套设备 ， 包括 后顶梁、 充填 输送 机及夯实机构 ， 实现 了小空间 内大型支架 的成功安装 。 关键词 充填开采 ； 液压支架； 安装技术 中图分类号 T D 3 5 5 文献标志码 B 文章编 号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 2 0 3 0 0 6 8 0 3 据统计 ， 目前我国仅 国有煤矿生产矿井 “ 三下” 压煤就达 1 3 7 ． 9亿 t ， 其中建筑物下 9 4 ． 6 8亿 t ， 占总 压煤量的 6 9 ％。几乎每一个矿井都存 在建筑物下 压煤 的 问 题 ， 一 般 占矿 井 储 量 的 1 0 ％ 一3 0 ％ ， 有 的 高 达 4 0 ％ 。另 外 ， 随 着 我 国城 镇 化 的发 展 ， 地 面 建 筑 占地 面积 逐 年扩大 ， 建 筑物 下压 煤量 也不 断增 加 。 为 了解 放 “ 三 下 ” 煤 炭 资 源 ， 减 缓 矿 井 衰 老 速 度 ， 不 断创 造新 的发展 空 间 ， 延 长矿 井 的服务 年 限 ， 最 大程 度 地 回收煤 炭 资源 ， 并 确 保 地 表 建筑 物 的正 常 安 全 使 用 ， 安 全 高 效 开 采 出 矿 区 “ 三 下 ” 压 煤 已势 在 必 行 。 煤 矸 石充 填 采 煤 技 术 可实 现 矸 石 的井 下 处 理 ， 改 变 矿 区生 态环 境质 量 ， 并且 可有 效控 制 岩层移 动 ， 保 证 地 面建 筑物 安 全 使 用 ， 最 大 限度 回 收建 筑 物 下 压 煤 。 自夯 式充 填 开采 液压支 架是 综合 机 械化 充填 开 采 工作 面 主要 装 备 之 一 ， 由于充 填 支架 增 加 1套 后 部 运矸 系 统 和矸 石 夯 实 系统 ， 造成 支架 总长 度 和 总质 量增 大 ， 给 安 装 带来 一定 困难 。 现 以平 煤 股 份 十 二 矿 己 1 3 0 8 0 充 填 综 采 工 作 面 所 使 用 的 Z Z C 8 8 0 0 ／ 2 0 ／ 3 8自夯式充填液压支架安装 为例 ， 详 细介 绍充 填 液压 支架 安装 方法 。 1 自夯式 充填液压支架参数及性 能要求 1 参 数 。Z Z C 8 8 0 0 ／ 2 0 ／ 3 8型 充 填 式 液 压 支 架 全长 8 0 2 0 mm， 最小支撑高度 2 0 0 0 m m， 最 大支撑 高 度 3 8 0 0 mm， 工作 阻力 8 8 0 0 k N， 总质 量 3 0 t 。该 支架 主要 由前梁 、 顶 梁 、 后 顶 梁 、 四连 杆 、 摆 梁 夯 实 收稿 日期 2 0 1 11 0 2 5 作者简 介 朱 占帅 I 9 7 7 一 ， 男 ， 河 南南阳人 ， 助理工程 师 ， 1 9 9 9年 毕业于河南 工程技 术学校 ， 现从事煤矿生产技术管 理工作 。 6 8 机构 、 底座 、 推 移框 架 和 千斤 顶 等 组 成 。充 填 液 压 支架 结 构如 图 1 所 示 。 图 1 充填液压支架结构示意 2 性能要求 。① 自夯式充填液压支架后部必 须提供可供充填机构工作所需的空间。② 自夯式充 填开采液压支架尾梁必须有足够的支护强度 。③需 要安设可调整充填开采输送机高度的设备。④需要 在支架尾梁下部设计滑道 。⑤需要设计夯实机构将 充填 料 推压 夯实 。 2安装切 眼支护 切 眼长 9 6 ． 7 m， 净 宽 6 ． 2 m， 净 高 3 ． 0 n l 。采 用 锚网索支护 ， 锚杆为 2 2 mm 2 2 0 0 mm的左旋无 纵筋 锚 杆 ， 顶 锚杆 间 排距 为 7 5 0 m m x 7 0 0 m m， 帮锚 杆 间排 距均 为 7 0 0 m m； 锚 索采 用 1 7 ． 8 m m 的低 松 弛钢绞 线加 工制 作 ， 长 7 5 0 0 m m， 间排距 为 1 5 0 0 m m1 4 0 0 m m。顶板使用 M 型钢带梁 ， 帮部使用 1 6 m m圆钢加工 的钢筋梯子梁 ， 帮顶 均使用菱形 孔钢 网 ， 网孔 规 格 4 0 m m 4 0 mm。切 眼 全 部 扩 修 结束 后 ， 中间打 1排木 点柱 加强 支护 ， 切 眼 中间木 点 柱 间距 3 5 0 mm 图 2 。 3安装前 的准备工作 1 在井上把部分支架 的前后部设 备以及采煤 2 0 1 2年第 3期 朱 占帅 ， 等 大型充填液压支架的安装技术 总第 1 9 5期 机 、 输送 机 等全 部 组 装 后 进 行 调 试 ， 在 检 验 “ 三 机 ” 配套状况 的同时 ， 根据工作面长度准确计算 出需要 安装 支架 的数 量 以 及 支架 和前 后 部 输 送 机 、 进 回风 巷之 间 的相对 位置 关 系等 。 r 1 7 5 0 7 5 0 7 5 O 7 5 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 ， ＼1． -I | ／ ] 厂 8 卜 ． 1 6 O O ～ 1 4 00 一 一 1 9 o 0 J l 0 0 謇 8 宕 1 一 2 0 0 n n 卜 ， ， 8 ， I 1 卜 ， ／ d i r 6 o 0 立 图 2安装切 眼支护示意 2 在支 架安 装前 ， 分别 在 机 头 、 机 尾 把 支 架 的 安装 位 置标 注清 楚 ； 安装后 ， 确保 前部 刮板 输送 机机 尾部 与 机尾 1 连 接 后 不 影 响后 部 充 填 刮 板 输 送 机 与转 载胶 带 的合 理 搭 接 ， 同时 确 保 后 部输 送 机机 头 部与煤墙下帮留有合理的空 间， 不影响安装及生产 过程 中的正 常作业 。 3 工 作 面长 9 6 ． 7 m， 两 巷 均宽 4 ． 6 m， 共 计 安 装 6 6组支 架 。前 部 输 送 机 机 头及 过 渡槽 上 面共 计 安装 3组 支架 ， 其 中机 头第 1架伸 出煤 墙 1 ． 4 m， 前 部输 送 机 机 头 伸 出机 头第 1架 1 ． 2 m， 后 部 输 送 机 机头 伸 出 第 1架 2 ． 2 m， 后 部 输 送 机 机 头 距 离 巷 道 下帮 1 ． 0 m； 前 部输 送 机 机 尾 及 过 渡 槽 上 面 共 计 安 装 4组 支 架 ， 机 尾 第 6 6架 伸 出煤 墙 0 ． 9 m， 前 部输 送 机机 尾缩 进第 6 6架 0 ． 3 m， 后 部 输送 机 机 尾 伸 出 第 6 6架 2 ． 2 m， 后 部输 送 机 机 尾 距 离 巷道 上 帮 1 ． 5 m。机头第 1组支架基本上立在巷道 内， 在有效增 加 巷道 支护 强度 的 同时 ， 尽 可 能 把 后 部 输 送 机机 头 伸 向巷 道 。这 样 后部 输送 机 能够把 矸 石直 接运 到巷 道 中间 ， 减少 人工 充填 的作 业 量 。机尾 第 6 6组支 架 安装 后 ， 支架 与转 载胶 带 之 间留有 1 m 的行 人通 道 ， 转载胶带距离上帮有 1 ． 5 m 的空 间， 便 于人员工作 及检修时进入。充填液压支架安装如图 3所示。 4支架组装 4 ． 1 前部 设备 安装 前部设备分 为两次组装 ①在井下西大巷组装 间组装底座、 4根立柱 以及 四连杆 3部分 ； ②组装完 毕 的部件 再 和支架 顶梁 、 前梁 一起 输 送 至 己 一 1 3 0 8 0 工作面组装 间， 再组装护帮板、 前顶梁 、 中顶梁。在 切 眼里面 进行 正常 的支 架安 装工 作 。 图 3 充填液压支架安装示意 4 ． 2 后 顶梁 、 后部 输送 机 、 夯 实机构 安装 由于切 眼断 面宽仅 6 2 0 0 m m， 而 支架 前 梁 及 中 顶 梁长 5 1 7 0 m m， 后 顶 梁 长 2 8 5 0 mm， 支 架 总 长度 达 到 8 0 2 0 mm， 安 装 完 支 架 的 前 梁及 中顶 梁 后 ， 后 部用 于 安 装 后 顶梁 的距 离 剩 余 1 0 3 0 m m。 由 于空 间受 到 限制无 法组 装 后 部 设 备 ， 需 要 工 作 面 向前 推 进 2 4 0 0 mm之后 ， 支架 后 部 空 间达 到 3 4 3 0 m m 后 方可 安装 后顶梁 、 后 部充 填输 送机 及 夯实机 构 。 4 ． 2 ． 1后顶 梁安 装 1 前 后 2组 支 架 超 前 架 拉 完 后 ， 将 机 尾 侧 已 安装好后顶梁的支架后顶梁降下， 以便安装后顶梁 挂 手拉 葫 芦 。然 后 稍 降 本 组 支 架 ， 高 度 降 低 至 2 ． 3 m， 便 于连 接 中 、 后顶 梁 铰接销 子 。 2 在支 架 中顶梁 与 后 顶梁 之 间安 装铰 接 销 子 位置上方， 选择合适位置在顶板锚杆上 吊挂 2台 5 t 手 拉葫 芦 ， 在 后顶 梁尾 部 的顶板 锚杆 上 吊挂 2台 5 t 手 拉葫 芦 ， 用 于起 吊后 顶梁 。 3 后 顶 梁 车 到 位 置 后 ， 利 用 支 架 中顶 梁 顶 板 锚杆 上 吊挂 的 2台 5 t 手拉 葫 芦 和后 顶 梁牢 固连接 在一 起 ， 然后缓 慢 起 吊后 顶梁 ， 到 达 连接 位 置 后 。 安 装铰 接销 子 。 4 利 用 中部 顶 梁 上 方 起 吊孔 吊挂 的 2台 5 t 手拉 葫芦 ， 把后 顶梁 立柱 缓慢 起 吊 。 5 利 用 5 t 手 拉 葫 芦 把 2根 后 立 柱 安 放 在 立 柱窝 内之后 ， 恢 复后 立柱 的供 回液 管路 ， 操纵 控制 阀 使立柱进行伸缩动作 ， 待达到合适位置后安装托块 及销子 ， 最后将支架重新升起。 6 后顶 梁 自机尾 至机 头方 向依 次进 行安 装 。 4 ． 2 ． 2后部输 送 机安装 1 支架 后 顶 梁 全 部 安 装 完 毕 后 ， 开 始 安装 后 部 输送 机 。 2 将机尾 1 0节溜槽整体在后顶梁下 面进行 6 9 ． 2 0 1 2 年第 3 期 中州煤炭 总第 1 9 5 期 组 装 ， 刮板 及链 子 铺设 完好 。 3 将机尾第 1组支架的高度降低至 2 ． 5 m， 在 支 架后 顶 梁上 面 的 吊挂 环 上 安 装 三环 链 ， 然 后 在 每 节溜槽上面分别吊挂 2台5 t 手拉葫芦起 吊溜槽 ， 使 溜槽整体呈一斜线 。 4 起 吊到合适高度后 ， 把机尾 吊挂在机 尾一 架上面， 然后在 l O节溜槽之前继续进行铺设 ， 并把 手 拉葫 芦 逐架 向前 挪移 ， 再起 吊和 吊挂溜槽 ， 直 到输 送机机头安装完毕 。 后部输送机 自机尾至机头方 向依次进行安装 。 4 ． 2 ． 3夯 实机构 安 装 1 支 架 后 顶 梁 及 输 送 机 全 部 安 装 完 毕 后 ， 开 始 安装 夯 实机 构 ， 根据铺 设 轨道 的长 度 ， 待 夯实 机 构 安 装 4～ 6架后 分段 拆 除轨 道 。 2 利用 2台手拉葫芦配合作业 ， 将夯实机 构 与支架底座平行摆放 ， 利用后立柱上面 吊挂 的 2台 5 t 手拉葫芦使夯 实机构与支架底座之 间的铰接孔 对 接之 后 ， 安装 铰 接销 子 。 3 安 装 2根用 于 调整 夯 实 机构 角 度 的 千 斤 顶 并恢复千斤顶的供 回液管路 ， 操纵控制阀使千斤顶 进行伸缩动作 ， 待达到合适位置后安装销子 ， 安装完 毕后 把夯 实机 构降 低至 最低 位置 。 4 恢 复 两 级 夯 实 机 构 千 斤 顶 的 供 回 液 管 路 后 ， 调试操纵控制阀使千斤顶进行伸缩动作 ， 动作无 误 后使 两 级千 斤顶 全部 处于 收缩 状态 。 5 夯 实 机 构 自机 尾 至 机 头 方 向 依 次 进 行 安 装 。 5 结 语 1 由于工作面两巷需要人 工充填 ， 为了在今 后 生产 过 程 中减少 人工 充填 工作 量 ， 支 架 安装 数量 、 位置确定很关键 ， 原则上应确保后部输送机机头 、 机 尾 便 于拉 移 ， 并 尽可 能 多安装 支架 ， 减 少人 工 充填 作 业 量 。 2 由于 切 眼 空 间不 能 满 足 支 架 一 次 安 装 到 位 ， 将 支架 的前 后 部 设 备 分 为 两次 安 装 。在 不 增 加 扩切 眼宽 度 的前提 下 ， 向前 回采 2 4 0 0 mm后 再安 装 后部所有配套设备 包括充填输送机及夯实机构 ， 实现 了小 空 间安装 大支 架 。 责任 编 辑 秦 爱新 上接 第 1 3页 量逐 渐 衰减 。 试 验 期 间 ， 各 流 量 检 测 孔 瓦斯 流 为 2 m； 抽 放 1 4 d时 ， 抽放 影 响半径 为 3 m。 1 1 流量检测孔在抽放前后整体上呈均匀衰 减 趋势 ， 联 网抽 放 1 d后 ， 流量 为 1 ． 5 4 4 m L ／ mi n ， 流 量变化率为 3 ． 7 ％， 未超过 5 ． 0 ％。之后瓦斯流量逐 渐 衰 减 ， 抽 放 第 4天 流 量 衰 减 至 1 ． 3 9 9 mL ／ m i n ， 流 量变化率首次超过 5 ％ ， 为 8 ． 0 1 ％ ， 之后保持在 1 ． 3 5 mL ／ m i n左 右 。 2 2 流量 检 测 孔联 网抽 放 4 d内 流量 呈 衰 减 趋势 ， 但没有发生突变现象 。抽放 孔联 网抽放 1 d 后 ， 流 量 为 2 ． 1 1 2 m L ／ mi n ， 流量变 化率 为 3 ． 0 3 ％ ， 未 超 过 5 ％ 。抽 放 第 8天 流 量 突 然 大 幅 衰 减 至 1 ． 8 9 mL ／ m i n ， 流 量 变化 率 首次 超 过 5 ％ ， 为 8 ． 0 7 ％ ， 最 后 稳 定在 1 ． 8 2 mL ／ m i n左 右 。 3 3 流 量 检 测 孑 L 抽 放 后 缓 慢 衰 减 ， 抽 放 孑 L 联 网抽放 2 d后 ， 流量为 1 ． 9 9 3 mL ／ m i n ， 流量变化率为 1 ． 8 9 ％ ， 未 超 过 5 ． 0 ％ 。抽 放 第 1 4天 流 量 大 幅 下 降 ， 至 1 ． 8 4 m L ／ mi n ， 流 量 变化率 首次 超过 5 ． 0 ％ ， 为 5 ． 6 ％ ， 之后 流量 衰减 缓慢 。 据 此 可 以确定 ， 石港 矿 1 5号煤 层 5 0 m m 的抽 放钻 孔 ， 在 抽放 负 压 为 6 ． 6 7 k P a的条 件 下 抽 放 4 d 时 ， 抽 放 影 响半 径 为 1 m； 抽 放 8 d时 ， 抽放 影 响半 径 ． 7 0 ． 3 结 语 本 煤 层 顺 层 钻孔 测 压 受影 响 的条 件 较 多 ， 在 石 港矿不适用压降法测定抽放影响半径的条件下 ， 瓦 斯 流 量法 是一 种 便 捷 、 准 确 的 方法 。抽 放 影 响 半 径 的测定 ， 为石港煤矿瓦斯抽放钻孔 的布置提供了依 据 ， 避 免 了矿 井在 抽 放钻 孔 布 置 过 程 中 出现 空 白带 或钻 孔 的无效 重叠 ， 提 高 了本 煤层 的抽放 效率 ， 降低 矿井 的 突 出危 险性 。 参考 文献 [ 1 ] 李朋宇． 顺层钻孔 抽放半径 测定技术 研究 与应用 [ J ] ． 中州煤 炭 ， 2 0 1 1 6 1 4 - 1 6 ． [ 2 ] 国家煤矿安全监 察局． 防 治煤 与 瓦斯 突 出规定 [ M] ． 北京 煤 炭工业 出版社 ， 2 0 0 9 ． [ 3 ] 张少科． 金龙煤矿顺 层钻孔抽 放半径 测定技 术实践 [ J ] ． 煤炭 技术 ， 2 0 0 8 9 4 0 42 ． [ 4 ] 曹新奇 ， 辛海会 ， 徐立华 ， 等． 瓦斯抽放 钻 L 有效抽 放半径 的测 定 [ J ] ． 煤 炭工程， 2 0 0 9 9 8 8 0 ． [ 5 ] 俞 启 香． 矿井 瓦斯 防 治 [ M] ． 徐 州 中国 矿 业 大学 出版 社 ， l 9 9 2． [ 6 ] 杨宏民 ， 夏会辉 ， 陈立 伟． 本煤层 顺层 钻孔抽 放影 响半 径 的测 定研究[ J ] ． 煤， 2 0 1 1 3 l - 2 ． 责任编辑 刘光雨