邢东矿ZC5160/30/50型复合型充填液压支架的研究与应用

孟锦

（冀中能源股份有限公司 邢东矿，河北 邢台05400）

1 概 况

邢东矿11233矸石充填工作面于2020年9月开始回采，但由于地面矸石投料系统尚未建成，仅靠井下自产矸石无法满足产量要求，月产只能在0.5万t左右。经反复研究，为完成邢东矿的生产经营指标，必须再布置一个采煤工作面，由于地面矸石投料系统尚未完成，只能布置一个高水充填工作面。新布置的12216高水充填工作面需要充填支架37架，因此需购置37架高水充填支架，预计购置费用为2 775万元。但如果地面矸石投料系统建成，邢东矿生产将会以矸石充填为主，高水充填为辅，购置的新高水充填支架1、2年后将不再使用，会造成巨大浪费。经反复研究论证，决定将原ZC5160/30/50型矸石充填支架改造成为一种复合型充填支架，既能实现矸石充填又能实现高水充填。

2 研发内容

将ZC5160/30/50型矸石充填支架改造为复合型充填支架，实现矸石以及高水充填混合使用，一旦出现矸石充填工作面因各种因素导致矸石数量无法保证的情况，可以直接将矸石充填就地改为高水充填，等矸石数量供给充足后再改回矸石充填，保证了邢东矿的产量要求。

3 改造内容

经过研究分析，从改造的必要性、可行性以及经济性方面入手，对邢东矿矸石充填支架改造进行论证，确定了最终的改造方案，如图1～图4所示。

图1 改造前的矸石充填支架Fig.1 Gangue filling support before reconstruction

图4 改造后的矸石高水复合型充填支架Fig.4 Modified gangue high-water composite filling support

图2 改造之后的高水充填支架Fig.2 High-water filling support after modification

图3 改造后的矸石充填支架Fig.3 Modified gangue filling support

图2是矸石充填支架改造好的高水充填支架，将后捣实机构更换为后挡板机构，前顶梁增加伸缩梁机构，用于仰采时更好的控制空顶距。改造后的高水充填支架改为采四刀充填一次的模式。

图3是改造好的矸石充填支架，此捣实机构与邢东矿新制作的矸石充填支架捣实机构通用互换，原捣实机构设计不够合理，在矸石充填过程中由于捣实千斤顶频繁伸缩，导致捣实千斤顶损坏率太高，严重影响矸石充填工作面产量。

图4为改造后的复合型充填支架，能实现矸石以及高水充填混合使用，一旦工作面矸石数量无法保证正常充填，可将后部刮板输送机收回到捣实机构前端，将捣实机构伸出当做后挡板机构，转变为高水充填（这种充填方式需要将充填包改为不规则形状）。等矸石数量供给充足后，将捣实机构收回，后部刮板机伸出，恢复为矸石充填。矸石充填支架改造后的高水充填液压支架如图5所示。

图5 矸石充填支架改造后的高水充填液压支架Fig.5 High-water filling hydraulic support after modification of gangue filling support

4 结 语

邢东矿12216高水充填工作面支架数量为37架，购置一架新充填费用约为75万元，共计2 775万元，改造一架费用约为23万，共计851万，通过改造支架节，节约资金1 924万元。复合型充填液压支架的研发成功，给邢东矿在充填开采方式上提供了更多的选择，今后的充填工作面支架可以同时具备矸石充填以及高水充填的功能，经济效益和社会效益显著。