悬移顶梁液压支架在回采工作面的应用.pdf

总 第 1 5 9期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5 2 7 9 8 ． 2 0 1 2 ． 1 1 ． 0 1 7 悬移 顶 梁 液压 支 架在 回 采工 作 面 的应 用 张得青 新 密市煤炭 学校 ， 河南 新密4 5 2 3 7 0 摘要 文章根据郑州市新密超化煤矿矿井围岩地质情况， 提出在回采工作面应用悬移顶梁液压支架 ， 解 决了长期困扰采空区作业的安全问题。 关键词 悬移顶梁液压支架应用； 放顶煤； 端头支护 ． 中图分 类号 T D 3 5 5 ． 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 5 ． 2 7 9 8 2 0 1 2 1 1 ． 0 0 4 4 ． 0 2 郑州市新密超化煤矿有限公司位于新密市超化 镇杏树岗村 ， 经济类型为有限责任公司， 隶属新密市 国有资产管理局。矿井现生产能力为 3 O万 t ／ a ， 井 田面积 1 ． 6 4 2 5 k m ， 开采煤层为二 煤层 ， 煤层厚度 为 0 ． 8～1 6 ． 8 m， 平均厚度为 1 0 ． 8 m， 煤层倾角 1 8 。 左右 。采用立 、 斜井开拓方式， 走 向长壁高落式爆破 采煤 ， 刮板运输机和胶带机运输 ， 绞车提升材料。 1 现有回采工艺及存在问题 郑州市新密超化煤矿现有采煤方法为走 向长壁 高落式爆破采煤法。回采工艺为工作面人工煤电钻 打眼装药爆破落煤 ， 人工装煤至工作面溜子 中， 用金 属支护 ， 拆卸移溜 ； 顶板管理采用 全部 冒落法， 用 回 柱绞车回柱放顶， 最大控顶距为 3 ． 6 m， 最小控顶距 为 1 ． 8 m。该 回采工艺全部 由人工完成， 操作人员 劳动强度大 ， 资源回收率低 ， 并且人员进采空区打眼 装药 ， 无法保证进采空区作业人员的人身安全 ， 始终 成为矿井安全生产的一个重大隐患。回采工作面使 用金属单体液压支柱支撑力小 ， 已不能满足生产 、 安 全之需要 。而按照悬移顶梁液压支架 回采工艺及特 点 ， 完全能够满足安全生产 的需要。 2回采工艺 比较 2 ． 1 悬移顶梁液压支架回采工艺 悬移顶梁液压支架是介于单体支柱的一种 自移 式轻型支架 ， 它既有炮采 的安全 、 整体性好 、 能够整 体 自移的特点 ， 又有对工作面支护适应性强、 体积重 量较小 、 易操作等特点。支架主要 由顶梁 、 前探梁、 液压支柱 、 油缸 、 注液阀和底盘等部件组成 ， 其工作 原理是 通过向液压支柱注液实现支柱升柱和提柱 ； 顶梁 由左梁和右梁组成 ， 两梁通过前后 四连杆滑块 机构相连 。当向每一个注液 阀注液时 ， 推进活塞杆 经前四连杆滑块机构带 动左梁沿导轨 前移一个步 距 ， 右梁与置于其左侧的推进缸通过销轴连接 ， 向第 二个注液 阀注液时 ， 推进缸活塞杆缩 回移 ， 实现支架 向前推进 。悬移顶梁液压支架 的回采工艺是 爆破 落煤 ， 装煤至刮板运输 机 ， 用 注液枪 注放液移动支 架 ， 深孔爆破放顶煤 ， 用移溜器移刮板运输机 ， 无须 人员进采空区打眼装药 ， 保证了作业人员的人身安 全 。 2 ． 2 悬移顶梁液压支架回采工艺的特点 悬移顶梁液压支架 回采工艺有以下特点 1 支架适应性强 ， 适用于煤层厚度变化不规 则厚煤层及 5 m以上的水平 、 缓倾斜 、 倾斜和急倾斜 特厚煤层 ； 2 支撑力大 ， 工作面安全条件好 ； 3 大部分 工序 由液 压装置 完成 ， 劳 动量 减 少 ， 劳动强度低 ； 4 回采率高 ， 坑木消耗低。 3 悬移支架移架顺序 收回左梁的前伸梁一将左梁支柱卸荷提起一 给 推进缸的活塞腔注液移动左梁达到规定距离 一般 为一个步距 一给短油缸注液 液力 驾驶型的需要 调架时 一给左梁支柱注液达到初支撑力一伸 出左 梁前伸梁到帮煤一收回右梁的前伸梁一将右梁支柱 卸荷提起一给推移缸的活塞杆腔注液一移动右梁与 左梁平齐一给短油缸注液 液力驾驶型的需要调架 时 一给右梁支柱注液达到初撑力一伸 出右梁的前 伸梁到煤帮。 具体操作步骤如下 作业前 ， 先查看架前顶板和 煤壁 的情况 ， 处理碍事 的地方 ， 提前备 好背顶材料 如果超高提前备好垫顶梁或垫底盘用的垫木 。 ①搬动左右梁操纵阀， 使低压三用阀卸载 ， 前伸 收稿 日期 2 0 1 2 - 0 4 - 2 0 作者简介 张得青 1 9 5 5一 ， 男， 河南平顶山人， 助理工程师 ， 从事煤矿培训工作。 2 0 1 2年1 1月 张得青悬移顶梁液压支架在回呆工作面的应用 第2 1卷第1 1期 缸 回位 ， 收回探梁 ， 操纵 阀手柄复中位 。②扳动左梁 操纵阀到提柱位 ， 提左梁支柱 先用卸载手把卸 载 左梁柱三用阀 ， 卸载扳手 、 操纵阀复位 。③扳动操 纵 阀推移缸伸 ， 左梁前移一步后 ， 操纵阀复位 。④扳 动左梁操纵阀至升柱位 ， 左梁支柱升柱。⑤再扳动 右梁操纵阀至 提柱 位， 提右梁支柱 先 卸载右梁柱 三用阀 ， 卸载扳手 、 操纵阀复位 。⑥扳动左梁操纵 阀推移缸回位 ， 右梁前移一 步后复 中位。⑦扳动右 梁操纵 阀至升柱位 ， 右梁 升柱 ， 达 到初撑力后 ， 操纵 阀复中位。经过上述操作 ， 支架前进一步。 如果顶板过于破碎 ， 防止支柱卸荷后 ， 破碎 了的 矸石 或顶煤 和顶梁 的重力把前后 四连杆滑块机 构压坏。在移架时不提起支柱 ， 仅把支柱稍微卸荷 支柱仍承担破碎顶板的压力和顶梁 的重力 ， 然后 扳动左梁推移缸操纵 阀手把至伸位 ， 强行推动顶梁 紧贴顶板 向前滑动 ， 此时被移动的顶梁下面 的支柱 由竖直方 向变成 向前倾斜 的方 向， 及时 给支柱适量 注液 ， 以便使顶梁不离顶板 。接着提起支柱 ， 扶正并 升柱支撑顶梁 。 移架前 ， 必须观察顶板状况 ， 进行敲帮问顶 ， 摘 除悬矸危岩和松动的煤 帮， 检查支架有无歪斜 ， 倒架 现象 ， 柱腿是否漏液 ， 发现 问题及时处理 ， 并对移架 区段所有支架进行注液 。移架 时， 每组不得少 于 2 人 ， 且严禁同时移相邻的两架支架。 对移架后标准是 “ 横 成线 、 纵 成行 、 间距相等 ， 连不直 、 柱迎山 、 顶盖对 中” 。 4 放顶煤的开采 当工作面开通一排巷之后开始放煤 ， 采用分段、 间隔多轮放煤的方法 ， 采面保持 1～ 2个放煤 口， 放 煤顺序 由上而下 ， 依 次放煤 ， 直 至煤净见矸 后用椽 子 、 竹芭闭好放煤 口， 初次放煤时 ， 放煤 口尺寸应是 2 0 0 mm 2 0 0 m m， 高度从 0 ． 5 m下移 至煤层底板 ， 严禁在支架顶部或高位放煤， 开放煤口前必须备有 封 口材料 ， 放煤 中要控制放煤速度 ， 并观察放煤 口前 后 3 m内支架及支架上方围岩活动情况。初次放顶 煤 ， 在初期来压 以后 开始放顶煤 ， 即工作 面推进到 1 3～1 5 m 以后 ； 工作面推进到停采线 以后 ， 停止放 顶煤。距下端出 口5 m， 不放顶煤 ， 上端放煤要按工 作面要求放净。工作 面每推进 0 ． 9 m， 进行一次放 顶煤 ， 即放煤步距为 0 ． 9 m。 放煤时每组不得少于 2人 ， 1人观察顶板并洒 水降尘 ， 1人剪 网放。放煤人员必 须站在放煤 口斜 上方支架完整且牢 固处 ， 必须保持退路畅通。放煤 过程 中， 若发现支架不稳 ， 顶板来压 、 喷雾装置失效 等情况时， 必须立即停止放煤， 按规定处理后， 方可 继续放煤。煤层倾角较 大时， 必须按 自上而下 的顺 序放煤。 4 ． 1 整修移溜 顶煤放完后， 要对因受顶板压力影响而缩腿变 形的支架进行修理 ， 然后清理浮煤和下三角煤 ， 中高 保证 2 ． 2 m， 最后将溜子整体移至煤壁， 并与煤壁保 持 0 ． 2 m间隙。 4 ． 2 初采和末采放煤工艺 为了促使直接顶及 时冒落 ， 防止大面积悬顶 ， 推 出切 眼后及时放出顶煤 。在工作面回采结束前停止 放顶 ， 距离以 8～1 0 m最为适合 ， 这样既能保证悬移 支架的安全撤出， 又能保证煤炭资源的回收率。 4 ． 3 放煤步距 放煤步距是影响煤炭 回收率和含矸率的主要因 素之一 。放煤步距过大或过小将使煤损过多或含矸 过高。该矿根据 A 4 0 0 3工作面顶煤厚度、 顶板 冒落 和运动特点 ， 以及顶煤 的破碎程度 ， 经过多次试验 ， 确定放煤步距为 0 ． 8 m 即一采一放 。 4 ． 4放煤方式 采用单轮 、 间隔和多 口放煤方式 。从工作面机 头至机尾划分若干个放煤 口， 放煤 口布置在支架后 部靠采空区侧输送机上方， 以顶煤能顺利落人后输 送机 内为准。放 煤 口剪成 3 0 0 mm3 0 0 mm 的矩 形 ， 间距为 1 ． 2 m。放煤 时， 从运输巷 向 回风巷方 向， 按单轮间隔、 多 口顺序进行放煤 ， 见矸石后 即关 闭放煤 口 用铁丝扎紧 。 5 端头支护及防止煤炭 自燃技术 5 ． 1 端头 支护 为了维护工作面机头处顶板 的稳定性 ， 工作面 机头 3～ 4 m范围内不放顶煤 ， 使用双楔铰接顶梁配 合 D Z 2 5型单体液压支柱进行支护。 5 ． 2 防止煤炭 自燃发火技术 1 及时拆除工作面两巷上 、 下 隅角顶板锚杆 螺母及托板 上隅角要超前 回料切顶线 1 m将锚杆 螺丝预松 ， 使顶板尽 可能 冒落充 填采空区。同时 在上 、 下隅角挂严风障 ， 减少向采空区的漏风。 2 采取措施提高放煤率， 将工作面的顶煤尽 可能放尽 。 3 加强工作面浮煤的清扫回收工作。2 m范 围内浮煤平均厚度不超过 1 0 m m， 通过减少采空 区 的遗煤量防止煤炭 自燃发火。 4 加强煤炭 自 燃发火的预测和预报工作， 建 立健全防灭火档案 ， 为今后防灭火管理提供基础资 料 。每天对采空区的温度和一氧化碳浓度等进行检 测 ， 发现异常情况及时采取措施 。 下转第 7 0页 4 5 牛红兵 机载瓦斯断电仪实现不间断监测电源的改造 第2 1 卷第1 1 期 为了满足本质安全性能要求 ， 该 电源采用双重 过流过压保护 ， 使输出满足本安性能要求。当交流 电停 电时， 蓄电池中贮存的电能通过稳压环节放电 ， 保持稳定的电源输 出， 实现不问断供 电电源 功能。 隔爆开关 的作用是 电源箱开盖后 ， 将 电池和电路断 开 见 图 2 图 2 K D W1 6 A型不间断电源工作原理 3 D J 4 B矿用固定式报警断电仪电源改造 通过分析 D J 4 B矿用固定式甲烷报警断电仪和 K D W1 6 A型不 间断 电源的工作原理 ， 需对 D J 4 B煤 矿固定式 甲烷断电仪输入电源进行改造 。 在工作面检修停 电状态下 ， 为防止工作面在片 帮和冒顶的情况下瓦斯涌 出， 必须对采煤机周围瓦 斯涌出量进行现场监测。同时满足传感器工作电压 工作 电压为 D C 9～1 8 V， 电流为 1 0 0 0 m A 。为了 节省设备投资 ， 充分利用该公 司井下监测监控系统 K D W1 6 A分 站 电源 供 电， 原 分 站 电源 输 出 电压 D C 1 8 V， 电流为 1 0 0 0 m A， 负载能力满足传感器供 电要求 ， 但是机载断 电仪需要的电源为 D C 1 2 V， 电 流为 3 5 0 mA， 传感器需要 电源为 D C 9～2 4 V、电流 为 2 4 0 m A， 这样就必须对分站电源进行改造 原理 见 图 3 。 首先在保证分站的本安要求下 ， 将瓦斯 1 8 V电 源板 中两组桥 式整 流电路 ， 通过 多次调试 更改 为 7 8 1 2双稳压双散热 ， 再 接一个一定 阻值 的电阻， 以 满足 D J 4 B机载断电仪 和瓦斯传感器工作 电流 ， 将 电压降为本安 D C 1 2 V ， 使断电仪电压满足要求。 I 1 8 } 1 8 V ／ l 0 0 0mA h I ■t 13 j 1 i 节 lI r 1 豇剜I 9 。 一一 0 3 3u F 4 7 0 5 3 Ⅵ⋯ 1 3 断电器 i 6 1 0 图 3 D J 4 B矿用 固定式 甲烷断 电仪电源改造原理 通过对采煤机机载 甲烷 断电仪供 电电源 的改 造， 解决了在停电状态下对工作面采煤机采煤前后 机组周 围瓦斯浓度 的监测 ， 提醒机组 司机及时采取 措施。当瓦斯浓度超过 0 ． 8 ％时 ， 进行报警 ， 当瓦斯 浓度超过 1 ． 2 ％时 ， 自动闭锁机组控制回路 ， 同时闭 锁工作面刮板输送机 ， 改善工作面的安全状况 ， 为安 全生产将起到不可估量的作用。 4 结语 在煤矿井下 日常生产中， 瓦斯 C H 、 一氧化碳 C O 等有毒和易燃易爆气体对煤 矿安全生产构成 严重威胁 ， 尤其在采煤作业 中存在地质构造变化和 煤墙片帮等不确定 因素。因此， 对采煤作业前后采 煤机周围瓦斯浓度的监测也越来越重要 。文章通过 对机载瓦斯断电仪实现不 问断监测 电源 的改造 ， 保 证了采煤工作面检修停 电期间 ， 对采煤机 瓦斯浓度 的不问断监测 ， 为公司的安全生产提供 了有力保障。 [ 责任编辑 路方] 上接 第4 5页 5 加快工作面推进速度 ， 精心组织生产 ， 实行 正规循环 ， 每月推进度保持在 6 0 m 以上。 6 工作面每推进 2 0 I n对采空区注泥浆一次 ， 将残 留碎煤包裹 ， 隔绝碎煤与空气 ， 阻止氧化。 7 0 7 加强采区地面塌陷区的管理。每天对地 面 塌 陷区进行检查 ， 发现裂隙及 时充填。防止塌 陷区 裂 隙漏风 ， 引起采空区煤炭 自燃。 [ 责任编辑 路方 ]