超前液压支架在综采工作面的应用

王 强

(皖北煤电集团公司 恒源股份机械总厂，安徽 宿州 234000)

超前液压支架在综采工作面的应用

王 强

(皖北煤电集团公司 恒源股份机械总厂，安徽 宿州 234000)

针对钱营孜煤矿综采工作面机巷顶板倾角大、转载机外形宽等条件，左右两列交替迈步前移式支架已不能满足机巷超前支护要求，进而研发了宽体横向顶梁可上下摆动的架型，该架型满足了倾斜顶板巷道和矩形巷道的超前支护需要，支护过程有效避免了与转载机的干涉，为两巷实现机械化及自动化超前支护奠定了坚实基础，取得了巷道支护技术新突破，具有较高的经济效益和社会效益。

超前液压支架；超前支护；机械化

Application of Roadway Advanced Hydraulic Support in Fully Mechanized Coal Mining

以单体液压支柱配合金属铰接顶梁是以往综采工作面两巷超前支护最为常用的支护形式[1-5]，对于巷道断面小、两巷压力不大的巷道，该超前支护形式基本满足生产需要， 但单体液压支柱配合金属铰接顶梁的支护方式存在安全性差及工人劳动强度大等弊端，同时该支护方式还存在支护强度低、支护速度慢、容易扎底、移动困难和投入成本高等缺点[6-8]。巷道超前支护液压支架从设计源头克服了以上缺点，为两巷实现机械化及自动化超前支护奠定了基础，是综采工作面两巷超前支护形式的变革。针对钱营孜煤矿综采工作面两巷的特点，选用合理的巷道超前支护液压支架，对于提高综采工作面生产效率，降低劳动强度及减少安全事故都有着重要意义。

1 巷道超前支护液压支架的架型选择

钱营孜煤矿主要可采煤层属于典型的“三软”煤层，煤层软、顶底板岩性差，顶板角度大，在巷道超前支护液压支架的选型方面钱营孜煤矿配合设计院所做了较为全面的调研和论证。

1.1 架型介绍

目前巷道超前支护液压支架的架型主要有以下几种：

(1)左右两列交替迈步前移式支架，左、右两架成一组使用，机、风巷均可使用。

(2)宽体横向顶梁可上下摆动架型，可适应多种巷道断面，多用于机巷，如图1所示。

图1 可上下摆动架型

(3)宽体顺向顶梁可四外伸展支护架型，多用于断面较大、条件较好的风巷。

(4)横向多列整架由后向前大循环移架架型，多用于矿压较大、顶板破碎的风巷。

(5)整体框架顺向交替支护特殊巷道超前支护架型，多用于断面较大、条件较好的机巷。

1.2 架型选择

钱营孜煤矿32煤顶板直接顶以深灰色泥岩为主，平均厚约1.02m，局部地段为深灰色粉砂岩；局部地段有伪顶泥岩，厚约0～1m左右；基本顶为泥岩或粉细砂岩；32煤直接底为一层泥岩，平均厚约1.54m；基本底为粉砂岩，局部为细砂岩或泥岩。风巷宽度4.2m， 机巷宽度4.8m。根据钱营孜煤矿巷道具体情况，结合巷道超前支护液压支架结构特点，风巷选用左右两列交替迈步前移式支架；因刮板输送机采用交叉侧卸卸载方式，转载机宽度较大，因此选用宽体横向顶梁可上下摆动架型。

2 巷道超前支护液压支架的主要参数与特点

鉴于左右两列交替迈步前移式超前支护液压支架应用较为普遍，本文主要介绍机巷用宽体横向顶梁可上下摆动架型超前支架，其外形如图2所示。

图2 机巷用宽体横向顶梁可上下摆动超前支架外形

2.1 支架主要技术参数

表1为支撑掩护式支架主要技术参数。

表1 支撑掩护式支架主要技术参数

2.2 支架主要特点

该型支架在机巷横向布置，顶梁可上、下摆动，4架连成一组使用；前、后架底座间通过连接头、移架千斤顶相连，推前架移后架。其主要特点：

(1)宽体横向顶梁可上下摆动架型支护空间较大，有效地解决了交叉侧卸式转载机对支护空间的要求，避免了超前支护液压支架与转载机的干涉。

(2)底座为宽体底座，底板比压较小；顶梁为宽体顶梁，护顶面积大。

(3)顶梁结构可适应多种形式巷道断面；如矩形巷道、拱形巷道、异形巷道等。

(4)支架采用伸缩套筒式稳定机构，单架长度小，对走向起伏变化的适应能力强。

(5)行人和操作空间均在架内，增加行人和操作人员的安全性。

3 巷道超前支护液压支架在井下使用情况

钱营孜煤矿综采面机、风两巷所用巷道超前支护液压支架在井下应用情况良好，主要体现在：

(1)在综采工作面顶板周期来压过程中，巷道超前支护液压支架实现了对巷道顶板的有效支撑，保证工作面的安全生产。

(2)两巷采用超前支护液压支架支护，巷道在超前采动压力作用下，其围岩变形量在允许范围内处于稳定状态，对巷道两帮及顶底板的移近量最大值进行测量均符合生产要求。

(3)机巷超前支架能与转载机、端头支架合理配套，并能有效地保证巷道超前特种支护段作业人员和设备的安全。

(4)支架通过移架千斤顶连接，依靠前后支架互为支点，随着综采工作面的推进，可以向前快速推移，满足了安全高效工作面的生产要求。

(5)支架的顶梁、底座、护壁板等可根据巷道断面形状进行相应的调节，具有良好的接顶性能和护顶能力。

机巷用超前支护液压支架随后期巷道高度增加和原倾斜顶板锚带网支护改为矩形两上角圆弧过渡U型钢梁支护等变动情况进行了2次改进。

(1)将支架最大支撑高度由3.5m增加到3.8m，采用双伸缩后立柱和伸缩套将支架最低支撑高度由2.5m降低到2.3m，扩大了支架的高度适用范围。

(2)移架千斤顶缸径和杆径由原φ140/85加大到φ160/105，增大了推力和拉力。

(3)前立柱在顶梁铰点位置前移，增强支架对煤帮侧支护效果；同时将顶梁长度缩短，取消后部伸缩梁和挡板，以适应巷道断面变化。

机巷用超前支护支架上述2次改进效果良好，适应了巷道变化，改善了支架性能。另外在沿空留巷巷道，机巷采用U型棚支护的特殊情况下，仍使用该型支架，在第3，4支架之间拆掉U型棚钢梁，顺利完成与端头液压支架及工作面处平面顶板的过渡与搭接。 布置如图3所示。

图3 整体布置

4 结束语

随着我国大多数矿井采深的增加，地压明显增大，综采工作面两巷超前压力越来越显现，巷道超前支护液压支架已基本解决了两巷超前支护要求，但针对不同的煤层赋存条件、巷道断面及机巷设备配置等因素又对巷道超前支护液压支架提出越来越高的要求。

本文主要介绍了宽体横向顶梁可上下摆动型超前支架在钱营孜煤矿应用的实例，该型超前支架是根据钱营孜煤矿综采工作面机巷特殊条件所研制，实际使用效果达到了设计预期。该型巷道超前支护液压支架在机巷断面、角度较大，转载机尺寸较宽的综采工作面具有较高的推广价值。

宽体横向顶梁可上下摆动型超前支架虽然解决了特殊条件下机巷超前支护要求，但仍未解决“U”型棚支护巷道替棚难度大的问题，下一步在设备改进过程中需对“U”型棚替棚方面进行研究。

[1]倪兴华，苗素军，杨永杰，等.综放工作面端头及顺槽超前液压支架支护技术[M].北京：煤炭工业出版社，2008.

[2]王国法.放顶煤液压支架与综采放顶煤技术[M].北京：煤炭工业出版社，2010.

[3]徐亚民.付村煤矿综放工作面回采巷道超前支架支护实践[J].煤炭科学技术，2010，38(7)：35-37.

[4]王朗朗，刘混举.兖州矿区综放面端头及两巷超前液压支架研制与应用[J].煤矿机械，2014，35(5)：10-12.

[5]罗 文.工作面顺槽超前液压支架的研制及应用[J].煤炭工程，2009，41(11)：98-99.

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[7]乔中栋，李海宁.一种新型综放(采) 工作面端头液压支架[J].煤矿开采，2006，11(3)：31-33.

[8]郑旭鹤.ZTC超前液压支架在大采高综采工作面中的应用[J].煤炭与化工，2013，36(8)：68-69.

[责任编辑：徐亚军]

2016-10-21

10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2017.03.009

王 强(1976-)，男，黑龙江齐齐哈尔人，工程师，主要从事煤矿机电技术工作。

王 强.超前液压支架在综采工作面的应用[J].煤矿开采，2017，22(3)：30-31.

TD355.42

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1006-6225(2017)03-0030-02