整体顶梁掩护式支架在“三软”不稳定煤层中的应用

吕雄

开滦集团东欢坨矿业公司

整体顶梁掩护式支架在“三软”不稳定煤层中的应用

吕雄

开滦集团东欢坨矿业公司

本文介绍了整体顶梁掩护式液压支架在开滦东欢坨矿2392工作面的应用，2392综采工作面属于不稳定煤层，该支架在“三软”不稳定煤层中具有支撑强度高，稳定性好，节约材料，减少采面作业人员等优点，实现了安全、高效、经济的目的。

整体顶梁掩护式支架；三软不稳定煤层；应用

1.概述

开滦集团东欢坨矿9煤层属于“三软”不稳定煤层，煤层厚度为0.05-3.4m，平均厚度2.4m，煤的工业牌号为气煤，煤层普氏硬度系数小于1.5，变异系数30%,可采性指数94%。顶、底板深灰色、灰黑色粉砂岩普氏硬度系数2～3。煤层起伏大，构造多，局部伪顶厚度达到0.8m～1.0m，随机组割煤时随冒落。通过回采实践来看，原有支架不利于9煤层开采，为此我矿引进ZY4800-13/32型整体顶梁支架在2392采煤工作面进行应用。

2.2392工作面及整体顶梁支架基本情况

2.1 2392工作面情况

2392工作面开采煤层为9煤层，该煤层局部有0.1～0.2m夹矸（岩性为深灰色粉砂岩，破碎，裂隙发育），光亮型，结构松散，呈粉末状。煤层结构简单，煤厚变化较大，煤层倾角20°～25°，平均22°。该工作面位于我矿南一采区内，上方为2081、2083上、2083下以及2085工作面（均已回采完毕）。工作面可采走向长度1749.6m，采面平均斜长176.6m，总面积约为308979m2。该面工业储量889108t，可采储量844652t，采用走向长壁后退式综合机械化采煤法，顶板管理采用自然垮落法，沿顶回采。

2.2 ZY4800-13/32型整体顶梁支架基本参数

支架中心距：1500mm

支架高度：1300～3200mm

支架宽度：1420～1590mm

初撑力：3877KN（P初=31.5 MPa）

工作阻力：4800KN（P=39MPa）

支护强度：0.65～0.78MPa

底板比压：1.27～2.24MPa

支架重量：19237Kg（端头19669 Kg）

支架运输尺寸：6400×1430×1500mm（长×宽×高）

支架（最小及最大）控顶距：4.2m～5.0m

支架操作方式：邻架操作（上架操作下架，上端头除外）

3.之前开采9煤层未使用整体顶梁支架出现的问题

液压支架在推移过程中，由于其上下移动，使支架顶梁与上部顶板接触面发生改变，造成上部顶板重复被扰动、破坏，降低其本身支撑强度，使直接顶变得破碎，不利于顶板控制，甚至要进行支架上铺金属网才能有效控制上顶顶板。同时支架上下移动，会造成原有支架掩护梁侧护板及顶梁侧护板千斤顶损坏，从而造成支架咬架、挤架等现象，不利于工作面的快速推进。之前的液压支架由于顶梁长度短，顶梁侧护板不能有效到达前梁部分，在移架过程中架间容易掉煤矸，不能有效保护工作面人员人身安全。

4.ZY4800-13/32型整体顶梁支架优点

4.1 支架支护面积大

由于顶梁部分是一个长为2.8m，宽为1.5m的整体箱式结构，护顶面积达到98%以上，所以支架可以在顶板破碎工作面使用，不会像其他支架在移架过程中出现漏顶现象，同时也不会出现铺网工作面出现的网兜现象。

4.2 移架简单，移架速度快

移架过程中不需要像原来支架一样，需要降回柱千斤顶，可以降大柱后，直接推移支架，大大缩短了移架时间。

4.3 支架稳定性好

由于支架顶梁是一个整体箱式结构，稳定性好。其抗冲击载荷、水平力和侧向力的能力提高，工作面可做到不咬架、不倒架。

4.4 安全性能好

同过采用整体顶梁后，支架的顶梁侧护板可以加长与顶梁长度一致，这样就可以避免在移架过程中，架间掉矸伤人事故，为人员的人身安全提供有力保障。

5.整体顶梁掩护支架在2392工作面的应用效果

整体顶梁掩护支架在使用过程中发现主要有以下几个特点：一是安全可靠，因整体顶梁使支架顶梁与前梁合为一体，顶梁侧护板能到达前梁位置，与原先带回转梁的同型号支架相比，杜绝了顶板冒顶，支架倒架、咬架等现象。二是节约支护材料，因护顶采用了长2.8m宽1.5m的顶梁实现的，每年可约大量的金属网、木料等材料费。三是提高单产和工效，相同条件下比使用其他支架节约人工3人/班，同时减少了处理冒顶，倒架、咬架所需的人员和时间，提高了工作面的单产能力，降低工人劳动强度。四是改善了作业环境，因整体顶梁支架支护面积大，能有效支撑和控制上顶顶板，大大减少了架间掉落的煤尘和矸石，为改善工作面作业环境提供有力保障。

6.结语

使用整体顶梁掩护式支架工作面每年仅材料费就可节约（金属网、木料）390万元，采面月单产有原来的8万吨提高到12万吨，提高了50%，具有明显的经济效益。同时整体顶梁掩护式支架相当适应我矿的“三软”不稳定煤层综采工作面，为我矿的高产、高效，及矿井现代化带来了实实在在的经济和社会效益，有很大的推广和应用价值。

[1]丁绍南，液压支架设计[M].世界图书出版社，1996

[2]程居山.矿山机械[M].徐州：中国矿业大学出版社，1997.5（2005.8第6次印刷）

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