超前支护式液压支架在综采放顶煤工作面的试用

许荣宽

摘 要：超前支护液压支架在新阳煤业有限责任公司新201工作面初次使用，从试用效果上看满足了现有超前支护工作面上的要求，进而实现了自动化与机械化采煤工作面上的超前支护，而在经济和社会效益中的使技术方面进步、可自动化作业、安全性和生产效率方面都产生了较大的成效，但是在支架设计方面上明显的存在这不足之处，进而需要在这方面上加以改进。

关键词：超前支护液压支架综采放顶煤

中图分类号:TD35 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0072-02

一般由单体液压支柱配合着兀梁进行支护的形成的是传统的采煤工作面里昂顺槽超前支护，而支护的参数大部分都由巷道断面和压力方面的情况而决定的,就这样才能确保了施工时安全出口畅通无阻。但在一些特殊地理环境下，开采时会造成一定的局限性，而单体液压支柱配合顶梁进行超前支护时就具有这方面的性质。第一，支护强度低。对于顶板压力较大的煤层，达不到支护强度，易造成工作面安全出口处顶板下沉，单体支柱钻底严重，回撤困难，特别是工作面后部密集切顶处尤其如此，既增加了劳动强度，又不利于安全生产。第二，支护速度慢。由于单体液压支柱、顶梁支设及回撤速度难以大幅度提高，制约了工作面的推进速度，难以实现高产高效。第三，劳动强度大。由于支设回撤单体支柱及顶梁频繁，并且全部采用人力，造成工作面回采使用人员多，劳动强度大。第四，成本高，安全性差。因顶板压力大或操作等原因，支柱、顶梁、柱鞋的损坏量较大，增加成本支出，并且工序复杂，人工操作多，造成事故的概率较大。

针对单体液压支柱配合兀梁进行超前支护的局限性，我公司与沈阳天安矿山机械科技有限公司的相关人员经过技术交流，提出了在新阳煤矿新201工作面+650水平9＃、10＃、11＃煤层综采放顶煤工作面试用超前支架代替单体液压支柱和兀梁进行超前支护。

1设备选型

1.1 煤层地质构造及支护

新阳煤矿新201工作面主要为上石炭系，含煤层为太原组9＃～10＃～11＃煤合并层。该煤层产状简单，但结构复杂，其夹矸一般有4～6层，也有一些区域达8层以上，在煤层的上部（距顶板1.3m左右）和下部（距底板1.2m左右）分布有比较稳定的夹石层，厚度分别为0.43m、0.21m左右，其余各层夹矸为泥岩透镜体，呈串珠状分布于煤层中间，煤层最小厚7.89m，最大厚8.74m，煤层平均厚度8.32m，煤岩层倾角为2°～18°，平均10°。煤种为瘦煤，稳定可采。工作面采用ZF5800/17/32支撑掩护式放顶煤液压支架支护，上端头支护采ZFT15000/19/33型端头液压支架，下端头支护采用ZFG5800/17/32H型支撑掩护式过渡液压支架支护。在下端头顺槽则试用超前支护液压支架支护。

1.2 支架选型

在支护强度方面，采煤工作面超前支护距离方面以及其它安全间隙方面都是有超前支架来满足的，同时超前支架还要运用简单方便、快速的方式在工作面上进行推进。通过各项理论计算，验证了在该工作面上适用于沈阳天安矿山机械科技有限公司制造ZT2×3200/18/35型超前支护液压支架，支护强度1.065MPa，工作阻力为2×2800kN。

1.3 支架的主要技术特征

（1）型式：四连杆支撑掩护式。（2）支撑高度：1.8m～3.5m。（3）支护宽度：0.46m（单架）。（4）初撑力：（P=31.5MPa）2×2616kN。（5）工作阻力：（P=40.76MPa）2×2800kN。（6）支护强度：（平均）1.065MPa。（7）泵站压力：31.5MPa。（8）操作方式：本架操作。

附图1,2。

1.4 结构特点

该支架为左、右两架成一组使用，两架之间顶梁间由防倒防滑千斤顶连接。每一架由前后两节组成，前节的顶梁后部与后节的伸缩梁相连，前节的底座后部与后节的底座前部通过连接头、移架千斤顶相连，前后节互为依托，达到移架的目的。用户可根据顺槽的加强支护段长度按需要连接铺设若干节首尾相连的支架。该支架主要参数合理，结构简单，拆装检修方便，各局矿可根据其具体条件选择使用。

2支护效果

为了检验超前支架的支护效果，对工作面进行了矿山压力观测工作，目的是研究超前支架的适应性和可靠性。在采场顶板的几次周期来压过程中,均未发现液压超前支架出现压死现象，表明该超前支架可以承受采场顶板来压时刻高度集中的支承压力的影响，保证超前顺槽的安全。

3应用情况

（1）加强了巷道顶板支护强度，特别是在临面开采时，效果更加明显。（2）减小了职工的劳动强度,提高了劳动效率。（3）推移快速稳定，有利于组织工作面快速推进，实现高产高效。（4）安全程度高，并且降低了维护成本。（5）该支架架型合理，可满足缓急倾斜工作面轨道顺槽的超前支护要求。（6）使用了液压超前支护支架加快了工作面的推进度，比原多推进40余米，预计产量为60000t。（7）架梁替柱使用6人，现使用液压超前支护架一人即可操作，每月减少五人节约资金26000元，大大减少了劳动力和资金消耗。

4优点

第一，机械化超前支架代替了单体液压支柱和兀梁的超前支护这一传统的方式，进而实现了自动化与机械化采煤工作面超前支护，同时也是采煤工作面超前支护一次创新和革命。第二，超前支架采用手动操作，而前后架是相互交替移动的。第三，在支架后部设置四连杆机构，为超前支架的稳定性和运动轨迹提供了保证。

5不足

在左架连杆上方的顶梁较短，同时与端头处的过渡支架搭接的，在截煤的过程中，时常会出现比较长的空顶现象，故而应加长连杆上方的顶梁。