采煤工作面的顶板管理.doc

采煤工作面的顶板管理 摘要本文主要介绍了采煤工作面端头支护顶板管理,随着经济的发展，综合机械化采煤技术和高档普采技术的不断成熟，高产高效工作面单产越来越大，工作面越来越长，推进速度越来越快。而工作面端头支护技术和设备的落后制约了这一发展，提高端头支护技术，已经到了火烧眉头的地步。 关键词端头支护 综采工作面 1 研究工作面端头支护的必要性 采煤工作面顶板管理是回采工作面的顶板管理，其中最主要的是工作面端头支护，在此，仅对工作面的上、下端头支护进行简单的说明。 1.1 我国端头区域支护的现状及存在问题 工作面端头是指工作面与回采巷道的交汇出，根据回采巷道的不同，又有上端头、下端头之分，。端头是采运设备的交接点，设备布置密集，而且是行人、通风、运料及输煤的咽喉，端头管理和支护的好坏，是决定工作面能否正常运转、工作面安全程度的关键。由于个别矿区地质及开采技术条件不同，我国长壁工作面端头支护的形式也很多，主要可分为四类1）、单体支柱端头支护，根据顶梁和联系结构又可分为金属支柱铰接顶梁支护、长钢梁支护、十字顶梁和网状顶梁支护等；2）液压端头支护，主要架型有SD型、 BT型 和DZY型等支撑掩护式端头支架，以及将工作面液压支架前梁加长并增加前柱的改装式端头支架，此外还有滑移顶梁式简易端头支架等；3）锚杆端头支护；4）混合式。 根据22个矿务局中175个综采工作面端头支护的情况调查，各类支护所占比例如表1-1所示。 综采工作面端头支护类型统计 据不完全统计，在使用木支护、摩擦式金属支柱或单体液压支柱维护端头时，因支护状况不佳而在综采工作面端头出现的人身伤亡事故占综采事故的53。近年来，我国综采工作面端头顶板事故数量虽逐年减少，但事故率仍居高不下。因而，改善综采工作面端头的支护状况，实现综采工作面端头作业的机械化和自动化，是提高综采工作面安全程度的重要途径。在目前高产高效工作面中，端头支护技术及设备落后，已成为制约工作面实现高产高效的一个因素。 为了提高工作面的单产和工效，必须研究和开发新型端头支护技术及设备。过去，端头支护采用术垛、石膏、单体支柱以及简易支架支护等方式，后发展为单体液压支柱与十字铰接顶粱配合支护．并逐渐发展为端头支架在这些支护方式中，普遍存在的问题是支护工作量大，端头区域待机时间长，机械化程度较低，支架受力不均，前梁支撑力不足而导致支架较早出现低头现象，推移支架困难，坑木难于回收，并存在不安全因素等，随着综采技术的发展，对综采工作面的单产要求也越来越高。根据国内外的统计资料，提高设备开机率、加快推进速度、提高工人的工作效率，是提高单产的有效途径。新型设备如强力电牵引采煤机、垂直布置的交叉侧卸式输送机等设备的配套使。但是，要保证综采工作面的高推进速度，如果端头支护状态不佳，多台设备得不到维护，多项工序不能正常进行，那么提高工作面单产是不可能的。现有的端头支架由于配套设备几何尺寸大，架前无立柱支撑空间加大；机头重，交叉移架困难；架体笨重、推移不便；排煤不畅，清煤时间长；对巷遭维护力度不够、效率低；前梁端部支护不及时，延长维护时间等，对发展高产高效极为不利高产高效工作面，端头支护应超前或滞后采面，便于顺槽棚子的回收；应有较高的可靠性；应配备大流量系统，实现快速移架。而且，综采工作面端头作业劳动量相当大，因而，实现端头作业的机械化，是减少工人笨重的体力劳动、降低事故率、提高工作面的推进速度、实现高产高效的关键因素。 综采工作面端头虽然占用面积不大，但端头区是巷道和综采工作面的交汇处，围岩在多种支撑压力的作用下，受采动影响最大，矿压显现复杂，无立柱支护空间大，所以端头既是顶板维护的重点，又是顶板管理的难点。 一、 工作面上端头支护的要求 工作面上端头是指综采工作面与工作面回风巷的交汇处，具有以下几个 特点 （1）、综采工作面上端头布置有刮板输送机机尾以及其他一些附属设备，端头支护必须有利于这些设备的安全运行以及综采工作面的正常推进。 （2）、综采工作面上端头是工作面工作人员的进出通道，又是事故多发地段，端头支护必须可靠，以保证行人的绝对安全。 （3）、综采工作面上端头一般是工作面通风的回风口，为保证工作面的安全生产，端头支护必须有足够的通风断面。 （4）、综采工作面上端头是采煤机进刀打回头的地点，为减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率，端头支护必须有利于采煤机自开切口。 （5）、端头处在综采工作面边缘，由于顶板一侧煤柱支撑，有利于采空区呈三角形悬顶，面积较大，因此，在不采用沿空留巷时，端头支架应有较大的切顶能力。 二 、工作面下端头支护要求 综采工作面下端头是指工作面与工作面运输巷的交汇处。和上端头相 比，区内布置设备更多，包括刮班输送机机头、转载机机尾，因此，下端头支护除应满足上端头支护要求外，还有以下几个特点 （1） 综采工作面下端头设备复杂，体积庞大，要求端头支架不但要保证各种机电设备得到正常维护，而且有较大的无立柱空间，以保证次处设备的正常运转及顺利前移。 （2）端头支架不但要保证刮板输送机机头及自身的顺利前移，而且要保证转载机及破碎机前移，因而对端头支架的推移力及拉架力有更高的要求。总之，端头支架必须满足与综采工作面回采巷道机电设备的配套性，支护面积大，无立柱空间大，有护巷及护帮能力，利于拆棚和替棚，系统运动灵活，推拉力满足要求，保证设备的正常运转及工作面的推进要求。 1.2 端头支护的重要作用 自80年代初，我国已研制了多种综采工作面端头支架，并且已在铁法、平顶山、潞安、西山等十几个矿务局推广使用。据统计，全国综采工作面有15以上使用各种型式的综采端头支架。随着综采技术的发展和工作面推进 速度的加快，端头支架的普及率也会越来越广，端头支架的作用也越来越大。 端头支护的作用主要表现在以下几个方面 （1）、 维护巷道与工作面交叉口的顶板，保证足够的工作空间，保证工人生产安全及人行道的顺利畅通 （2）、为端头区刮板输送机和转载机的连接提供条件，保证运输设备 的正常运转。 （3）、 可以自身移动，并为刮板输送机的机头、机尾及转载机的前移 提供动力，保证综采工作面正常推进。 （4）对于大倾角综采工作面，端头支架与工作面支架紧靠，能防止工 作面支架的倾倒。 （5）综采工作面上下端头均是采煤机进刀打回头的地方，端头支架为 采煤机自开切口创造有利条件。 （6）、随着综采工作面的推进，工作面回风巷和运输巷的棚梁及棚腿 要不断回收利用，采用端头支架为棚梁和棚腿的回收了创造有利条件。 （7）、使用端头支架提高了工作面端头区的安全程度，减轻了工人的 劳动强度，提高劳动效率，为工人提供良好的工作环境。 2 综采工作面端头支护的选型原则及分类 2.1 端头支护的选型原则 一般来说，端头支护的选择按照以下3个原则来进行 1顶板压力大小及其稳定性； 2端头悬顶面积的大小； 3回采巷道的原有支护和工作面生产工艺及两者的联系特点； 2.2 端头设备的布置方式 目前端头支护主要采用以下3种方式。 1端头液压支架支护 端头液压支架支护是现在综采工作面的主要形式，其支护方式如图1。端头液压支架主要是采用两组支架或一主两副或三组支架的形式，互为支点靠架闻液压推移装置迈步前移。它适用于工作面倾角较小，巷道断面大，顶板压力不大且比较完整的条件。这种方式人员操作安全。劳动强度小，操作简单。在采用端头割三角煤斜切进刀时不会因为移架而影响错刀时间。但根据实际情况还必须配用相应的辅助支护作为超前维护，比如使用单体支柱加锚杆和∏型钢来进行超前支护。 2组合大扳抬棚支护 具有较强的适应性，架设移置灵活方便，利于综采工作面快速推进，能依顶板压力大小灵活增减支架数目和支柱数目，支架移置时，不是大面积卸宰，利于顶板维护。适用于各种综采生产工艺条件下的端头支护。其布置方式见图 2-1 1出口处铰接长梁抬棚 2出口内工字钢长梁抬棚 3巷道支护棚梁 4工作面转载机5工作面液压支架 6工作面刮板输送机 图 21 组合大抬棚支护示意图 3金属十字绞接顶梁支护 它适用于回采巷道采用锚杆支护或巷道压力较大．变形严重的工作面端头。在工作面端头及超前维护段内，沿工作面推进方向十字顶梁间由短梁联结，沿工作面间十字顶梁直接铰接，通过架十字顶梁井相互绞接构成图示的“井”字形承载体．在每个十字顶梁下支设⋯ 根单体液压支柱，组成具有较高强度和稳定性的端头支护体系。同时在十字梁上方铺设金属网片，至工作面煤壁时还须延伸至工作面l～2组支架，防止顶板破碎冒落。在端头的布设位置随工作面输送机与运输巷的转载机的搭接点而异，铰接长度依实际情况而定见图 2-2 1工作面刮板输送机 2 短梁 3 工作面转载机 4锚杆 5工作面内的液压支架 图 22金属十字绞接顶梁支护示意图 经过长期的生产实践发现 1端头液压支架支护的优点是显而易见的。其技术关键是要控制好工作面长度，以避免因工作面长度变化而频繁增减支架；对于顶扳压力较大且破碎时，往往造成移架困难，影响采煤机的错刀时间，所以在顶板压力较大时不宜采用。另外在三角区外帮煤墙考虑行人安垒还必须打设间距不大于1 m的帮柱。普遍存在的问题是支架前端受力小，顶檗受载不均，支架与回采工作面及顺槽其它设备配套关系复杂，支架椎移困难，不能适应回采工作面快速椎进的需要。 2大板抬棚支护对工作面长度的适应性强，操作简单，在同等条件下此支护容易实现高产。但工作面压力稍大时，就出现大板变形、折断等现象，材料消耗大。尤其在综采工作面．控顶距大时更为明显。如果前期在巷道两 帮及顶板打有锚杆以改善压力状况，可 扩大其应用范围。 3十字绞接顶梁支护可以有效地控制顶板，对压力较大的顶板有很好的适应性 另外十字绞接顶梁支护一般包括超前维护段．使替棚工作远离机尾三角区．人员操作相对安垒。在回采过程中还需要控制好输送机的窜动，如输送机机尾过长还需在输送机机尾上方架设长梁护顶。在工作面更换设备时，设备的进出也存在一定困难，须替掉中间一排支拄才行。 2.3 端头支架的分类和特点 我国使用端头支架已有20多年的历史，开始使用的端头支架主要依靠引进，例如，前苏联OK∏型综采端头支架。我国自行研制和使用端头支架是从80年代开始，经过10多年的探索，已研制成功几十种端头支架，大致分类类如下 二架一组 { 中置式 三架一组 普通工作面端头支架 { 偏置式 后置式 二架一组 中置式{ 放顶煤端头支架 { 三架一组 偏置式 铺网工作面端头支架 特种端头支架 { 横向移动式端头支架 1、 普通工作面端头支架 普通工作面端头支架是指和普通掩护式或支撑掩护式支架配套使用的端头支架，按端头支架与转载机的配套关系又可分为偏置式、中置式和后置式端头支架。 偏置式普通工作面端头支架的特点是整个端头支架由主、副架组成，主架宽，左右布置两排立柱；副架窄，布置一排立柱，转载机中心线与主架中心线重合，布置在工作面运输巷的一侧，这样可以充分利用回采巷道空间。 中置式普通工作面端头支架的特点是转载机放在端头支架的中部，当为二架一组的时，左右架对称布置，除左右架底座对称布置外，其余结构件相同，当为三架一组时，中间为主架，两侧副架对称布置，转载机放在住家中部。此种类型端头支架适用于大断面回采巷道，结构简单，稳定性好。 后置式普通工作面端头支架的特点是端头支架的结构在工作面支架基础 上通过加长顶梁或前梁而得，结构简单，端头支架布置在转载机之后，此种端头支架一般适用于刮板输送机与转载机整体交叉侧卸的工作面。 2 、放顶煤端头支架 放顶煤端头支架指和放顶煤液压支架配套使用的端头支架。放顶煤端头支架架型较长，前、后设置两个纵向空间以放置前、后刮板输送机机头，顶梁和底座一般都由多节组成。根据转载机和端头支架的配套关系，放顶煤端头支架又可分为偏置式和中置式端头支架。 此外，还有应用于铺网分层开采工作面的铺网端头支架，应用于拱形巷道或大倾角工作面的横向移动式端头支架等，所有这些端头支架都有其特定的应用范围和适用条件，在实际应用中也都取得了一定的经济效益。但毕竟国内起步较晚，在端头支架的设计和使用中还有许多缺点和不足之处，有待进一步的研究和开发。 2.4 端头支架的主要技术要求 端头支架应具备适应所用综采工作面地质条件，巷道尺寸、配套设备及方便使用的性能，主要技术要求包括以下几个方面 1．配套性 端头支架与刮板输送机机头的搭接关系如图1所示，纵向空间距离La应满足下式要求， LA≥Wh Sd200mm 式中 Wh--刮板输送机机头最大宽度 Sd--移架步距mm。 图 2-3 端头支架与刮板输送机机头的搭接关系 工作面挂班输送机中心线与端头支架中心线垂直布置，机头在端头支架的纵向空间内纵向移动，挂班输送机机头向前移动是依靠过渡支架，端头支 架放置机头的纵向空间应大于机头横向最大尺寸与步距之和。对于双输送机放顶煤端头支架，放置机头的两个纵向空间不但要满足此项要求，而且还必须满足前、后输送机中心线距离要求。 2、行人要求 工作面端头区是工作人员的交通要道，又是事故多发地段，因此，端头支架必须有足够的行人空间，保证人员的安全顺利通过，按端头液压支架技术条件要求，端头支架内最小通道宽度应大于500mm。 3、对巷道的适应能力 对于两架或三架一组的中指式或骈枝式端头支架，整架均放置在巷道内，架体应有适应巷道尺寸变化的能力，才能充分发挥端头支架的作用。由于端头支架纵向长度较长，在拉架过程中很容易造成歪斜，使移架困难，为此，顶梁应设置数组调架装置，包括连接头、调架千斤顶等，必要时，底座上也应设置调架千斤顶。 4、端头支架与转载机的配套性 对于中置式或偏置式端头支架，转载机均放置在架体内，架体内放置转载机的槽宽应能适应所选型号的转载机宽度要求。连接转载机与端头支架的推移梁也应与所选型号的转载机配套。转载机是依靠端头支架所有推移千斤顶共同作用向前推进的，而端头支架的移动则是其中一架以另一架或另两架和转载机为支点向前移动，因此，对端头支架的推移机构，应能实现同步推进，交替拉架。 5、拉架力要求 端头支架的拉架力应能在各种条件下 顺利拉架，特别是当综采工作面出现问题不能进行正规循环时，采煤机的冷却水，降尘水以及采空区的大量潜水都会积存在下端头处，加上老顶来压，端头支架会陷在煤泥中，工作条件逐渐恶化，拉架阻力会急剧增加，此时则需要较大的拉架力。推移千斤顶拉架力设计应按最恶劣条件考虑，一般不应小于端头支架架体总重的3倍。 6、推力要求 转载机的前移是依靠端头支架的推移千斤顶通过推移梁传递推动力的。端头支架推移千斤顶所克服的阻力包括转载机与端头支架以及与可伸缩皮带输送机之间的摩擦力，推移梁受巷道底版的阻力以及其他一些附加力。一般情况下，端头支架推移机构的推力应大雨1.3倍拉架力。 7、空间要求 双输送机放顶煤端头支架应设计两个纵向空间，以保证前、后输送机与转载机的搭接并保护输送机机头。 8、铺网端头支架要求 铺网端头支架既可设置铺网机构，也可不设铺网机构。设置铺网机构的端头支架应满足与相邻支架网的搭接宽大不小于150mm，具有方便的连网空间，移架时与相邻支架网槽中网左右、上下不能相碰。 9、液压系统要求 为避免管路系统损坏和保护行人安全，端头支架管路系统要布置整齐、美观、胶管长、短合适，特别是在放置刮板输送机、行人的地方，不是胶管挤压、堆积在一起。操纵阀的位置应能方便操作，方便观察回采工作面刮板输送机、转载机及前方巷道的状况。 在生产实际中，按生产需要，还应增加其他装置和功能。 3 对我国回采工作面端头支护技术的研究改进 3.1 改善端头支护的必要性 随着高产高效工作面的发展，新型设备如强力电牵引采煤机、垂直布置的交叉侧卸式输送机等设备的配套使用，现有的端头支架由于配套设备几何尺寸大，架前无立柱支撑空间加大；机头重，交叉移架困难；架体笨重、推移不便；排煤不畅，清煤时间长；对巷遭维护力度不够、效率低；前梁端部支护不及时，延长维护时间等，对发展高产高效极为不利。欲保证布置在端头的多台相关的采支运设备协调的工作，顺利地完成多种工序作业，不因端头作业落后影响回采工作面快速推进，就必须改善传统的回来工作面端头支护技术。随着我国国民经济发展以及综采和高档普采工作面单产的提高、回采工作面快速推进的需要，端头支护落后的状况巳到了非改不行的时候。其理由在于， 1．改善端头支护技术是煤炭生产发展的需要 发展煤炭生产的途径之一是发展综采和高档普采，以靠其先进的设备来提高回采工作面单产。在采高和回采工作面长度相近的条件下，加快推进速度是提高单产的有效途径。我国综采工作面年推进度平均为400m以上，综采百万吨队年推进度平均为1000m以上，最高年推进度为2247m。英国回采工作面推进度每班通常超过2.7m，美国回采工作面推进度也很快。实践表明，要保证如此高的回采工作面推进速度，如果端头支护状态不佳，多台设备得不到保护，多项工序不能顺利进行是不行的。然而，保证端头支护状态良好又可用手工方式及机械化方式完成。前苏联统计资料衰明综采工作面端头作业劳动量相当大，占回采工作面篡工作量的25％一30％，个别情况下占40％一日o％。在无煤柱采区开采厚度为1.01.6m的煤层时，回采工作面端头作业劳动量占回采工作面总劳动量的31．4，开采厚皮为1.8～3.5m的煤层时，回采工作面端头作业劳动量占回采工作面总劳动量的17.6％一20％。捷克和斯洛伐克所属矿井回来工作面端头作业劳动量占回采工作面总劳动量的50％。我国回采工作面端头作业所用劳动量比例一般说来都较上列统计值大，估计占40％左右。由此看来，实现回采工作面端头作业机械化，减少目前回采工作面端头作业所占的手工劳动量，不但是解放工人笨重体力劳动的需要，而且是提高回采工作面单产，加快回采工作面推进速度的需要。 2．改善端头支护技术是保障安全生产的需要 回采工作面端头布置了多台采支运设备，占用着较大面积的无立柱空间，在此一般支设大台棚，保证行人、运煤和通风畅通。据统计，在使用木支护或摩擦式金属支柱维护墙头时，由于支护状况不佳，综采工作面梢头发生人身事故的比例占综采事故的53％。近年来，我国回采工作面端头顶板事故虽在逐渐减少，但仍占一定比例。1988年17月回采工作面墙头事故死 亡19人，比1987年同期减少17人，降低47．2％。1888年回采工作面端头顶板事故死亡的19人中，有8人发生在综采工作面，15人是在没有长钢梁支护条件下发生的，仅有1人是由于长钢梁移动不及时造成死亡的。由此可见，实现回采工作面端头作业机械化是改善端头作业环境的重要手段，改进和完善端头支护技术是保障回采工作面工人安全的需要。 3．改善端头支护技术是采煤机械化不端发展的需要 经过10多年机械化采煤的实践，我国在薄及中厚煤层中使用综采和高档普采已有一定经验，也具有相当高的水平，综采工作面年产已达到170一l8Ot的世界先进水平。我国煤层赋存条件复杂，厚煤层储量丰富，近年来综采使用范围不断扩大，正在向厚煤层一次采全高、放顶煤，分层铺底网等方向发展。对围岩坚硬、围岩“三软”，倾斜煤层等条件下的综采也在研究之中，在发展这些综采设备的同时，也提出了发展端头支护的课题，有的已开始研制，试验。伴随大采高支架结构高度4.55.0m的试验成功和逐步推广，研制并试验端头支架，或改进端头支护已成了决定支架稳定性，影响回采工作面高效的大问题。具体说来，回采工作面采高约4.5m时，顺槽受支护材料和支架规格限制其高度仅为3.2m左右，因此形成回采工作面高支架、端头矮支架的局面，这样的台阶式回采工作面端头，给回采工作面设备配套及回采工艺带来不少问题。伴随放顶煤支架的试验及推广，回采工作面端头不但耍布置回采工作面输送机，还要布置后部放顶煤的输送机，这样就使回采工作面端头又增添了后部输送机与转载机1配合及相关移置的工序。因此，为端头支架的研制增添了新的困堆，或者说提出了新课题。此外，随着综采技术的发展，自开切口的应用，侧卸式输送机的研制成功，回采工作面设备功率的增大，顺槽辅助设备的功率加大，体积增大，都要求顺槽断面加大。对于大断面顺槽，又为回采工作面端头维护提出了新的要求。总之，采煤机械化的发展，要求回采工作面墙头支护技术不断改善，不断解决新问题。改进回采工作面端头支护技术，可以提高单产，提高工效，减少墙头劳动量，保证端头安全生产 高产高效工作面，端头支护应超前或滞后采面，便于顺槽棚子的回收；应有较高的可靠性；应配备大流量系统，实现快速移架。因而，在设计中拟采取以下九种方法 1尽量简化配套关系，与工作面输送机、转载机配套合理。防止转载机与支架的底座发生牵扯尽量使支架的推移及转载机的推移分开。例如将 转载机直接置于底板上，支架通过连接头与输送机相联，不通过推移横梁。 2应充分考虑端头支架的工作空间。在考虑输送机、采煤机及中同支架配套关系的前提下，优化端头支架的总体没计，使之形成一个完整的封闭区，架间距离得当，前后距离不漏矸、不蹩劲、支架总体水平尺寸要小，受力要好，具有足够的工作空间、行人通道、通风断面 设计时，必须考虑支架顶梁下无立柱空间满足大型设备上方支护的要求。 3选取合理的支护强度。由于高产高效工作面巷道宽度和高度加大、 开采强度大、移架速度快、上下端头处顶板受掘进和回采两次动压的影响，因此，支架必须具有足够的工作阻力和支护强度。 4尽量加大梁端支撑力，对于顺槽等工作面交叉处应有较强的支撑力。前梁机构应及时支护顶板，避免顶板下沉．支架前移时被”楔死”，造成移架困难 由于巷道距离煤壁前方有一定距离的压力急增区，在0-5m区域压力增长率最高，并且随着老顶岩性变硬、厚度加大，煤壁前方压力影响范围加大，为此应加强区段的支护 端头支架粱端支护力一股应不小于200～300kN。 5针对端头区域运输机机头、转载机支架较重、端头浮煤较多、顺槽平整度差、支架前移阻力较大的状况，因此，合理的推移机构拉移力一般为支架重量3倍以上，必要时可以增加辅助推移装置．实现同时拉架或推移，并应有足够的刚度，能实现同步推移、交叉拉架，端头支架应尽可能加大排浮煤的通道。如加大底座内档空间，采用分底座结构形式等。 6针对端头顺槽易变形．不易维护的特点．端头支架应有合理的护壁装置和侧护装置，适应顺槽煤壁的变化来维护煤壁．使架间距离得当、不漏矸石 。 7顶梁问应设置防倒及调架装置．可通过千斤顶来控制防止倒架、避免相互挤架。 8采用高强度材料减轻支架的重量，以提高支架的灵活度．满足高产高效的要求。 9高产高效工作面要求工作面推进速度快，滚筒采煤机的牵引速度至少达6m／min以上，液压支架要跟上采煤机，支架“降一移一升”循环时间必须不超过15s。国外主要是通过电液控制系统来实现根据我国情况，采用经济、实用的大流量快速移架系统，可使支架的“降一移一升”循环速度达到高产高效的要求。 3.2改进回采工作面端头支护的途径 1、从技术方面来说 回采工作面端头支护技术优劣反映端头作业机械化基础的强弱。端头作业机械化应当视为综合性问题，该问题的解决不仅可以减轻开切口和端头支护中的手工劳动，而且也可以使综机在回采工作面和端头中的操作实现自动化。最新研制的综采设备应包括端头采煤，端头支护以及椎移翰送机和移转载机的设备。如前所述，回采工作面端头作业的特点之一是多工序交叉，作业复杂。要想改进端头作业的复杂性，使其向简单化方向发展，应从下列四方面简化， 1消灭机窝， 2尽可能消灭附加支架，使回采工作面与顺槽连接处简化， 3减少回采工作面端头的工序，使其机械化，或是把这些工序分布在较广的范围及较长的时间里，以避免在某一特定时刻在一个小范围内工序高度集中，从而简化回采工作面端头的工序， 4简化设备，为了易于掌握操作和维护，要求设备坚固耐用，不要太复杂。 通过上列简化，耍使回采工作面端头作业取得下列效果， 1减少端头对回采工作面进度的影响，从而提高产量， 2减少目前仍是劳动力密集地点的人力， 3改善工作环境，以有利于安全和劳动卫生， 4减少手工劳动量， S使未来的回采工作面推进速度满足年产200300万吨 2、从设备方面来说 1工作面配套设备及布置方式端头液压支架的研制和使用必须解决布置方式和架型结构，我国目前的端头支架的布置分为一组两架和一组三架的型式，有中置式和偏置式主、副架型。为克服传统端头液压支架的缺点，新型的’12100／l7／35端头液压支架，采用二架一组的对称形式，输送机机头架与其它设备不同于交叉侧卸式结构。支架通过连接头与输送机相联，而无需借助推移横梁，输送机直接置于底板上。采煤工作面的配套设备主要包括中间支架为BC71400一l7／35型支架掩护式液压支架；采煤机为MG375／830一WD型滚筒采煤机；工作面输送机为sGz一880／800型交叉侧卸式、电机垂直布置；转载机为SZZ880／220型桥式转载机；顺槽皮带运输机为ssJ一1200型；泵站为DRB一200131 5型 2新型端头支架的特点 高产高效端头支架的支架架型为带有四连杆机构的四柱支撑掩护式，支架底座为整体底座，后部底板敞开，以利排矸，推移机构的框架采用箱式钢板结构，以保证足够的强度和刚度 ① 主体推移机构采用同定活塞式千斤顶正装的短框架结构，推移千斤顶缸径为中180ram，推力为8叭k ，拉力为528kN，行程为800nn ②辅助推移机构是在底座外侧附加的一个千斤顶，行程与主体推移机构一样， 缸径120mm，推力为356kN，拉力为l78kN，这样保证端头支架能顺利推移．克服由于推移力不足造成移架困难的矛盾。顶梁上带有回转前梁，回转前梁上带有挑粱。支架前梁能够伸进煤壁内700ram的距离．使顶板得以更好地维护前梁前端外侧向后留有长1 2a-n、宽0 25m的缺口，以利采煤机割透．满足采煤机目开缺口的需要护壁装置采用独特的连杆折页式结构，以适应顺槽煤壁角度变化，更好地维护顺槽煤壁．并在支架的顶梁和掩护梁上均设有双侧可活动的侧护板，以封闭架间间隙，同时又可用于调架。两架之间在顶梁上设有两组防倒装置，用拉架千斤顶相联．通过操纵系统很方便地控制。 3大流量液压系统 ① 采用以BZF操纵阀为核心的手动大流量快速移架系统．液压元件的 流量均为200L／min以上，其型号、参数见表31 高产高效支架液压系统大流量元件配置表 ③为缩短降柱时间．采用旁路回液系统。在立柱下腔设置一组SFZ梭阀组，采用大通径，减少回液阻力 ④采用大通径管路．主进液管路采用中φ32mm 主回液管路采用φ50mm，操纵阀进回液管路采用φl6mm，立柱及推移支管为φ13mm，以此改善供液。 ⑤优化了系统元件配置，简化控制环节．减少了泄漏量及压力损失，加快移架速度。 4新型端头液压支架的技术参数 支 架 高 度 1 700～3300mm 支 架 宽 度 1420～1590mm 工 作 阻 力 12100kN 泵 压 2 4 5MPa 支 护 强 度 0. 61MPa 对底板比压 1.747MPa 准 溜 力 623kN 扎 粱 力 411kN 推 移 步 距 800mm 操纵方式 本架 新型的端头液压支架能实现自移架并和推移转载机等设备配套，能有效地将端头工作面与采空区膈离开，防止矸石涌入，懈决了机械化采煤端头区顶板管理落后于采煤机工作面的矛盾，加快了采煤工作面向前推进的速度，改善和提高了采煤与运输设备的效能。 参 考 书 目 [1]. 赵宏珠，黄炳才等 回采工作面端头支护与设备 [2]. 综采生产管理手册编委会编著综采生产管理手册，煤炭工业出版社 [3]. 王国法主编 液压支架技术 [4]. 陈炎光，钱鸣高主编 中国煤矿采场围岩控制 [5]. 秦乐尧，张连勇 综采工作面端头顶板结构与稳定性研究 [6]. 张守祥 高产高效工作面端头支护的研究 致 谢 这次毕业设计论文是在韩可琦教授的指导下完成的，无论是从论文选材、资料收集及整理，到论文的撰写，以及论文的校正等过程中，都和韩教授平时的悉心指导是分不开的，特别是他一丝不苟、严谨求实的治学态度和工作作风一直激励着我做好这次毕业设计，使我深刻懂得了做好一项工作的含义，在和韩教授相处的几个月里，我学到了很多知识，相信我会受益终身，对于我个人的人生观、价值观又有了深刻的理解。 几个月的毕业论文即将结束，借此机会，向韩教授和其他指导老师表示衷心的感谢。衷心的祝愿他们身体健康，万事如意 此致 敬礼 2007年6月15日