整体顶梁组合悬移液压支架在鹤煤二矿的应用.pdf

煤矿 现代化 2 0 1 1 年第5 期 总第1 0 4 期 整体顶梁组合悬移液压支架在鹤煤二矿的应用 张军义， 王俊生 河南煤化集团鹤煤二矿 ， 河南 鹤壁 4 5 8 0 2 0 摘要本文叙述 了Z H1 6 0 0 ／ 1 6 ／ 2 4 Z整体顶梁组合悬移液压支架在鹤煤二矿 的应用。 与普通放顶煤液压支架相比， 具有投资少、 费用低、 安装撤除方便等优点。 关键词 整体顶梁 ； 组合悬疑液压支架； 应用 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 1 0 5 0 0 1 3 0 3 鹤煤二矿 属于衰 老矿井 ， 资源面 临枯 竭 ， 所 余 储量均为各类保护煤柱 。随着储量 的逐渐减少 ， 工 作面均为不规则块段且储量较少 ， 矿井 产量大幅度 减少 ， 难 以维持 3 0 0 0余 名职工 的正常生活 ， 且职工 的劳动强度增大。为了提高工作面单产并降低劳动 强度 ， 我矿于 2 0 0 7年 8月在北站煤 柱条带 1 2工 作 面进行 了整体顶梁 组合悬 移炮采 液压支架 放顶 煤开采试 验 ， 在北站煤柱条带 3 2工作面和 3 8煤 柱 2 2进行 了推广应用 。 通过考察研究 ，我矿选用 了 Z H1 6 0 0 ／ 1 6 ／ 2 4 Z整 体顶梁组合悬移液压支架进行支护 ，其中 z H 一国 家代码 ， 1 6 0 0 一工作阻力 k N ， 1 6 ， 2 4 一最小 ／ 最大 采高 ， z 一整体顶梁 。工作面无端头支架 ， 上下端头 采用 3 ． 6 m 型梁配合 D z 一2 2型单体柱对棚 支护 。 1 Z H1 6 0 0 ／ 1 6 ／ 2 4 Z整体 顶梁 悬 移 液压 支 架 技 术参数 见表 1 表 1 支架技术 参数 2 工作面支护强度验算 2 ． 1 顶板压力计算 控顶距 2 ． 6 i n 顶板压力 P t 1 3 7 tur K72 ． 02． 5 1 ． 5 5 2． 5 T／ m2-- 0． 5 l 45 MPa 式中m 一工作面采高取 2 ．O m； r ～顶板岩石容重取 2 ． 5 t ／ m 3 ； K 一不均衡安全系数 取值范 围 1 ． 5 - 2 取 1 ． 5 。 2 ． 2 支架支护强度 Po 0． 61 5 MPaPt 0． 51 4 5 MPa 通过上述计算， Z H 1 6 0 0 ／ 1 6 ／ 2 4 Z整体顶梁组合悬 移液压支架完全可 以满足工作面 的支护要求 。 3 回采工 艺的 比较 工作 面若使用 金属 型梁配合 单体柱 两梁 五柱 支护顶板 ， 回采工艺流程为 联 网一打 眼一装 药放炮一窜 n型梁主梁 1 - I 型梁下保持三根支柱 的 兀型梁 ， 简称主梁 护顶 出煤一窜滞后梁放顶一 放煤一移槽打柱 。 由于单体柱支撤及窜 兀型梁仍靠人工进行操 作 ， 且 工序较 复杂 ， 所 以劳动 强度大 ， 安 全系数低 ， 工作面产量和效率 的提高受到 限制。 工作面使用 Z H1 6 0 0 ／ 1 6 ／ 2 4 Z整体顶梁组合悬移 液压支架 支护顶 板 ，回采 工艺 流程为 联 网一 打 眼一 装药放炮一前 柱卸载一 提后柱移顶梁护顶 放 顶 一 升前 后 支柱 一 装煤一 移 前 柱一 放煤 一移 托 梁一推槽一联网开始下一循环 。 由于支架 的支撑 、移架全部采用液压控制 ， 支 架护顶 面积大 ， 对 顶板实现 了全 封闭管理 ， 且工序 较简单 ， 极大减轻了职工的劳动强度 ， 使工作面安 全系数大大提高 ，极大地提高 了工效 和 回采率 ， 深 受职工的欢迎 。 4 支架特点 4 ． 1 支架稳定性好 由于工作面支架通过托梁系统联成一个整体 ， 使得支架 稳定性明显增强 ， 安全性提 高。在支柱初 撑力达到要求的情况下 ，可有效的避免工作面歪 煤矿 现代化 2 0 1 1 年第5 期 总第1 0 4 期 架 、 倒架 。 4 ． 2护顶面积大 标准整体顶梁规格 为宽 0 ． 9 6 m、 长 2 ． 6 m 的整体 箱 式结 构 ， 护顶 面积可达 9 5 ％以上 ， 由于对顶 板实 现 了全封闭管理 ， 所 以在破碎顶板工作 面不 会出现 漏顶 现象 ， 支护效果 良好 。 4 ． 3移架速度快 由于该支架液压系统采用集 中控制 ， 而使前移 动作简单 ， 移架速度快 ， 提高了工效 。 4 ． 4 采高增大 ， 支护力调节范 围宽 良好 的稳定 结构及 可加 长 、 加强 的顶梁 ， 当配 以大直径或加长支柱时 ， 采高可达 3 m。 4 ． 5 可增加支柱 ， 以加强切顶力和支撑力 一 般情况下 ， 支架标配 4根支柱 ， 前后各两根 ； 当采 场压力增 大 时 ， 后 柱可 增加 到 3根 ， 以加强切 顶能力 ， 托梁下增加一根加强支撑力 。 时， 应全行程反复升降活柱 4次以上 ， 完全排除掉 缸 内的空气。 1 4 在工作 中突然发生高压 管脱扣 ， 应迅速关 闭操纵 阀或截止阀。 1 5 操纵 阀使用频 率较 高 ， 不要用力 过猛 ， 防 止损坏液压元件 ， 严格按操作规程操作。 1 6 液压系统向工作面供压前必须保证所有 操作 阀手柄处于中间位置。 1 7 搬动操作 阀手柄应 准确 、 迅速 、 到位 ， 不准 将操作手柄停留在两工位中间。 1 8 每班前检查 液压支柱的工作状态 ， 发现失 效及 时更换 。 1 9 下班时 ， 关 闭工作 面的总液压截止 阀。 2 0 上班时 ， 检查 工作 面支架 的所有操纵 阀手 柄是否处于 中间位置 ，确认全部处 于中间位置后 ， 方可打开总液压截止阀。 5 使用中应注意事项 6 采煤工艺技术要求 1 为支柱注液时要注 意观察顶梁与托梁 间 隙 ， 间隙不得大于 6 0 mm， 否则安全销将被切断 。 2 支架使用时 ， 液压支柱应与顶梁垂直 ， 以免 损坏支柱销及顶盖 。 3 支架前移时 ， 必须使支柱脱离浮煤 。不允许 拖着支柱 向前移 ， 以免损坏支柱销及顶盖。 4 支架 出现故 障 ， 必须及时维修 ， 不得带病作 业 。 5 乳 化液 用水要求 硬度 不大 于 l O m L 、 无机 械杂质 、 无 色无味 。 6 必须采用合格的 M 一 1 O 乳化油 ， 按有关要求 配制 浓度 ， 乳化 液箱 内要保持足够 的乳化液并坚持 每月清洗一次。 7 当泵站 的乳化 液减少 时应及 时补充 ， 并 达 到规定 比例 。否则应停止使用 。 8 开泵前要认 真检查 高压管路 、 接头及 u型 卡子 ， 防止脱落伤人 。 9 不准在 工作 面拆装操 作 阀零 件 ， 不 用 的接 口必须用堵封闭并上好 u型卡子 。 1 O 安装前 阀体 内应保持有机油 防锈 。为防冻 死 ， 冬季室外存放或 运输途 中必须将液压件 内残 留 乳化液排净。 1 1 系统 内过滤器 每班 清理一次 ， 液压 系统其 它零部件拆卸后必须清洗干净方 可安装 。 1 2 用注液枪 注液时 ， 必须将 注液 口的脏物 冲 净 ， 不能将脏物带 到阀 内 液压缸 、 支柱 和阀内进入 脏物是造成泄露 的主要原因之一 。 1 3 初次下 井或新 维 修好 的支柱 第一 次使用 1 工作面煤壁要尽量保证平直。 2 顶梁前 端不 可有空顶 ， 必须 紧贴煤壁 ， 严禁 在空顶时交接班 。 3 炮采工作面开帮后 ， 第一工序要确保前移 支架 ， 严禁空顶作业 。 4 机采工作 面必须跟机移架 ， 且移架到位。 5 严禁在支架前方放顶煤 。 6 如局 部 出现不 接顶 的情况 ， 必 须及 时采用 在顶梁与顶板之间充填木料的方法解决空顶问题 。 7 工作 面支架安装 完毕 ， 初次走架 前五步 必须小 循环 步距 不大 于 4 0 0 mm 将 支架逐 渐移人 煤壁。 8 顶板初次来压与周期来压前 。 a 、 放顶煤工作面推采至顶板初次垮落前不少于 5 m时， 暂停回收顶煤， 使支架上方及后方都有煤体 掩盖 ， 待顶板初次垮落完成后再继续 回收顶煤 。 b 、 顶板初 次来压 、 周 期来 压前 ， 工作 面顶部要 保证基本平直 高低差不得大 于 6 0 ram， 若满 足不 了 可采用填垫木料措施 。 c 、 必须安排专人 及时循环注液 ， 使支柱初撑力 始终满足要求。 d 、 在顶板初 次来压 、 周期来 压期 间 ， 必 须安排 负责安全 、 生产 、 技术的人员专人盯岗。 e 、 顶板初 次来压 、 周期来 压期 间 ， 最大 限度做 到工作面不停产 ， 并在安全的前提下 ， 加快推进速 度 。 f 、 底板较软的工作面 ， 必须加鞋。 9 打 眼放炮 1 4 煤矿 现代化 2 0 1 1 年第5 期 总第1 0 4 期 a 、 炮 眼方 向应和工作 面前进方 向有 7 5 。夹角 ， 和水平面有 1 5 。夹角 ； b 、 掏槽 眼位 置应 布置在煤壁最下方 ， 爆破 方 向 朝向底板 ， 以保护支架上方的活柱体 、 胶管及各种 阀件 。 a 、 炮 眼位置 、 炮 眼深度 、 装药量 等具体 操作 方 案， 矿方应根据 自己的煤层情况而定 ， 建议由小到 大， 由浅人深 ， 逐步摸索 ， 直到掌握适合于本矿地质 条件的经验 。 1 0 对于坚硬顶煤 ， 允许在支架间隙向上方打 眼放炮 以破碎顶煤 ， 但爆破力应朝向采空 区方向。 1 1 对一次采全高的工作面， 顶板凸出的部分 不得高于 5 0 mm， 以免造成支架偏载 。 7 就我矿具体使用情况来看 ， 该支架有下列 优 、 缺点 7 ． 1 优 点 1 使用悬移支架 ， 由于支架 的支撑 、 移架全部 采用 液压控制 ， 支架护顶 面积 大 ， 对顶板 实现 了全 封闭管理 ， 且工序较简单 ， 该支架结构简单 ， 易操 作 、 易学习、 易推广； 能极大减轻工人劳动强度 ， 使 工作面安全系数大大提高。改革了工作面支护， 改 善了工作环境 ， 降低了工人劳动强度 ， 充分体现了 以人 为本 的管理理念 。 2 该技术 同综采相 比 ， 支架价格较低 ， 初 期投 资较小 ， 重量较轻 ， 安装 、 运输 、 拆除较方便 ， 节约工 时和运输费用 ， 用于不规则边 角煤 柱的开采较为经 济 。悬移支架开采技术 的应用 ， 可使工作面单产提 高 了 3 0 4 O ％， 回采工效提高一倍 。 3 安全性好 。支架稳定性好 ， 护顶面积大 ， 改 善 了工作 面作业环境 ， 避免 了顶板事故和轻伤 以上 事故 的发生 采用悬移支架 以来工作面没有发生顶 板事故 ， 提高了工作面安全性 。 7 ． 2支架不足之处及改进措施如下 1 同以往炮采传统工艺相比， 它对打眼、 放炮 有较高的技术要求 ， 即工作面放过炮后 ， 顶板应最 大 限度保持平整 ， 否则会给 以后 的移架带来很 大 困 难 。 2 放炮 时 ， 为了保护液压管路及液压元 件 ， 前 柱前方须悬挂档煤板 ， 影响了爆破装煤率 ； 建议设 计成高强度管路及元件去掉档煤板 ， 提高爆破装 煤 率 。 3 移顶 梁或移 托梁 时 ， 有时会发 生挤 压管 路 现象 ； 建议高度注意液压管路 的动态位置 以防止挤 压管路 。 4 移顶 梁时 ， 托 梁可 能会发生后 退 现象影 响 移架步距 ； 建议托梁下加打戗 柱防止托梁后退。 5 在仰斜 、 俯 斜开采 的工作面 ， 需要调 节支架 的仰 、俯 角以保证 支架 随顶 、底 的变化而变化 ， 因 此 ， 支架设计应能做到前后柱分别升降。 6 在 使用过 程 中 ， 伸 缩梁在 伸缩过 程 中易将 煤粉带人滑道 ，在仰斜开采中更会带人大量煤粉。 积存的煤粉导致分体悬移支架伸缩梁在使用过程 中收不 回来 ， 需厂家在设计 中考虑解决方案 。 7 建议支架设计中考虑在支架内铺设一根高 压管 ， 并每隔 l O m安装一个截止阀， 以备工作面回 采时对煤壁实行高压注水和放煤时喷雾降尘 ， 改善 工作面的工作环境 。 8 结论 生产实践证 明 ， 整体顶 梁液 压支架非常符合 我 国现阶段煤炭工业技术水平和资源政策， 对广大的 中、 小煤矿以及大、 中型矿井小块段及边、 角煤具有 很强的适应性。为提升中、 小煤矿的装备和生产工 艺水平， 实现安全高效 、 提高工作面回采率提供 了 有力保障 。 作者简介 张军义 ， 男， 1 9 8 4年 8月出生 ， 毕 业于河南理 工 大学安全 工程专业 ， 现在河 南煤化集 团鹤煤二矿从 事安全生产技术管理工作 。 收稿 日期 2 0 1 1 - 4 2 8 Ap p l i c a t i o n o f I n t e g r a t e d Ro o f T i mb e r Co mb i n e d Su s p e n s i o n Hy d r a u l i c Su p p o a t He me i NO ． 2 Co a l Mi n e Z h a n g J u n y i ， Wa n g J u n s h e n g He me i No ． 2 C o a l Mi n e O f He n a n Co a l Ch e mi c a l s Gr o u p He B i ， He Na n ， 4 5 8 0 2 0 Ab s t r a c t T h i s a r t i c l e p r e s e n t s t h e a p p l i c a t i o n o f z h 1 6 0 0 ／ 1 6 ／ 2 4 z i n t e g r a t e d r o o f t i mb e r c o mb i n e d s u s p e n s i o n h y d r a u l i c s u p p o r t s a t He me i No ． 2 c o a l mi n e ． T h i s t y p e o f s u p p o r t o v e r r u n n o r ma l t o p c o al c a v i n g h y d r a u l i c s u p p o rts b y mu l t i p l e a d v a n t a g e s s u c h a s l e s s i n v e s t me n t ， l o we r s c o s t a n d c o n v e n i e n c e i n s t all a t i o n a n d r e mo v a 1 ． Ke y wor d s i n t e g r a t e d r o o f t i mb e r c o mb i n e d s u s p e n s i o n h y d r a u l i c s u p p o r t s a p p l i c a t i o n 1 5