液压支架“刨齿”和尾梁的改造与应用

高宝安 胡 兵 贾 华

（枣庄大兴矿业有限责任公司，山东 枣庄 277319）

1 概述

1.1 工作面条件

枣庄大兴矿业有限责任公司的2东203 综采工作面走向北东，倾向北西，平均走向长度393m，倾向长度平均 152m，煤层倾角22～30°，煤层厚度平均3.3m，煤层有滑面，显鱼鳞薄片状。工作面顶板为泥岩，平均厚度为0.42m，直接顶为中细砂岩，平均厚度为2.4m，顶板裂隙发育、易冒落；底板岩性多为泥岩，平均厚度为0.4～1.3m，老底为砂泥岩，平均厚度为5.06m。煤层及顶板具有弱冲击性。井田内断层较发育，岩石机构松软，抗压强度低，具有可塑性、膨胀性、崩解性以及扰动性等特征，是典型的“三软”煤层。

1.2 ZPY4800/14/28QS 液压支架的应用

（1）2东303 工作面共有ZPY4800/14/28QS 型号液压支架93 架，每个支架的伸缩梁前端都装有刨齿，支架的后部都装有尾梁、插板及菱形网装置。

（2）“刨齿”是为了有效铲落伞檐煤，抵触煤壁设计的，可防止架前冒顶，缩小前探梁与煤壁的端距。如图1 所示。

图1 液压支架“刨齿”

（3）支架尾梁为整体刚性结构，是支架后部的防护装置，内置可伸缩插板结构，尾梁双侧采用活动侧护板。尾梁与掩护梁铰接，成为铺网液压支架防护机构。该机构使后部铺网、联网空间与后部矸石隔离。以千斤顶替代摆杆，并且通过尾梁的翘动及尾梁插板和活侧板，可以实现不同采高后部的封闭性，如图2 所示。

图2 液压支架尾梁

1.3 产生的问题

（1）工作面在正常推采期间，支架尾部“老塘”顶板垮落非常快而充足，在菱形网挡隔下逐步坠入尾梁内，占据了少许空间。生产中有时煤机割煤“刹底”不到位，造成部分支架仰采角度甚至大于30°，在软煤、软底板情况下，部分支架出现陷底及移架“耙底”问题。由于尾梁“耙底”，拉架时尾梁里部堆积浮煤矸，形成阻力。由于上述问题，支架在尾部无法实施铺网，进而采用架前铺网、煤壁前连网施工方法。

（2）在实施铺网、擦顶移架过程中，菱形网经常被支架伸缩梁“刨齿”或前探梁侧护板挂住，撕坏的菱形网无法掩护住裸露的顶板，而且无法补网。当支架前移后，垮落的矸石会涌入支架的尾梁里，给支架拉架、调架又增加困难。

2 液压支架的改造

根据2 东303 综采工作面生产期间遇到的困难，该矿拿出支架改造方案，在征求厂家意见基础上，对液压支架的“刨齿”和尾梁进行改造。

2.1 刨齿的改造

利用退役或报废的40T 溜槽和Φ20mm 锚杆，将溜槽两侧“∑”形钢分别割开，溜槽半圆钢和Φ20mm 锚杆分别截取1340mm，将其焊接成U 形，在U 形的“两肩”割成锐角（防止使用中刮坏菱形网），然后将U 形槽卡在支架刨齿上，与支架焊接牢固。在侧护板的前面20mm 处焊接Φ24mm 圆钢折成的U 形卡，将菱形网托起，防止侧护板刮坏菱形网，如图3 所示

图3 改造后的液压支架“刨齿”

2.2 支架尾梁的改造

将支架尾梁2 个千斤顶拆除，然后将支架尾梁（包括插板）割去700mm。如图4 所示。

图4 改造后的液压支架尾梁

3 改造后液压支架的应用

3.1 应用的工作面地质条件

2北301 工作面采用走向长壁后退式开采，走向长度474m，倾向长度 138m，煤层倾角平均30°,煤层厚度平均4.4m，以亮煤为主，夹镜煤条带，煤质较轻，采用综合机械化采煤。现开采一分层采高2.2m，采用全部垮落法管理顶板，使用MG170/410-WD 型双滚筒采煤机开采，采高为2.2m，截深0.6m。采煤工艺：割煤→装煤→铺网→移架→推溜。

3.2 铺网

（1）采煤机从工作面每割煤30m(20 个支架)开始铺设金属菱形网。金属菱形网规格1.6×3m，金属菱形网接茬选在支架中心位置，联网间距不大于0.2m，使用双股14#铁丝连接，并扭结三圈。

（2）在煤壁前将菱形网卷放开，使用支架前探梁将菱形网带入顶梁上部，再使用伸缩梁将菱形网托起，然后向前拉移支架。铺设金属网滞后煤机不小于5m。菱形网从煤壁到支架上部，再从支架上部到尾梁，再从尾梁到工作面底板全部覆盖。随着工作面支架的推进，支架尾部顶板自然垮落。在菱形网的作用下，将支架与垮落的矸石隔开形成立面，此时注入黄泥浆。随着支架前移，菱形网在矸石的推动下平铺在底板上，将矸石与底板煤层隔离，形成人造假顶，为二分层开采创造条件。

3.3 移架

为防止架前、架间漏顶，支架采取带压擦顶移架。正常情况下，铺设金属网后开始移架。当顶板破碎时，采煤机割煤经过2～3 个支架后，必须及时将支架伸缩梁或超前移架进行支护，移架时使用防倒和防滑千斤顶将支架调整到标准状态。

4 支架改造前与改造后的效果比较

（1）将液压支架“刨齿”掩护改造后，刨齿不再与金属网直接接触，避免了支架前铺网存在的刮网问题，同时也解决了支架后铺网由于刨齿挂网导致无法实施的难题。改造后的液压支架能够成功地铺设人造假顶，为资源回收安全创造了条件。

（2） ZPY4800/14/28QS 液压支架尾梁改造后，尾梁缩短，迁移液压支架过程中直接避免了支架尾梁“耙底”问题，使支架在复杂的环境中安全顺利地完成拉架移架工作。

此项改造结构简单、明了，操作简便，安全可靠，实用性强，投资少。

5 结语

在大倾角、大仰角、“三软”煤层、分层（铺网）开采极其复杂的条件下使用ZPY4800/14/28QS 液压支架，经过实践探索，总结优化装置。经过2北301综采工作面近1 年的应用，支架在拉架前移、铺网生产中正常。通过改造，合理运用综采支架的安全性能，矿井生产效率比高档普采工作面显著提升，为综采支架在难采煤层机械化开采奠定了基础。