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[摘 要]本文针对俄霍布拉克煤矿下5煤工作面液压支架工作阻力小,老化严重,不能有效支护顶板保证安全问题,从新计算选择了新型大阻力、高强度支撑掩护式中间支架,配齐过渡、超前和端头架,经现场使用,架型结构合理,三机配套关系良好,支护性能优良,达到了设计目标,促进了安全生产。
[关键词]放顶煤 重型 支架 选型 研究
中图分类号:TE848 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)41-0009-03
1.概述
俄霍布拉克煤矿(简称俄矿)下5煤采区选型使用ZF6500-17/35型综采放顶煤支架,服役7个工作面,共出煤1685万吨。使用过程中暴露支架主要问题:
(1)支架总体工作阻力设计偏小。不适应坚硬煤层和顶板。周期来压后支架扭曲,歪斜严重,立柱有涨缸、破缸现象。
(2)支架结构件抗压强度不足。顶梁、座箱、四连杆大量出现开焊断裂,销孔变形,断销现象。
(3)维修费用过高。累计已投入修理费用2509万元,成本压力较大。
俄矿作为南疆主力矿井,必须保证下5煤工作面800万t/a的产能,方能满足南疆经济发展需要,因此必须重新选型高阻力、高强度的液压支架,满足产能提升和安全需要。
2.顶板控制设计准则和基本内容
2.1 设计准则
在确保不发生冒顶事故的前提下,争取最低的支护强度和最小的工作阻力。要求:⑴ 防止直接顶板破碎,排除局部冒顶事故;⑵ 杜绝切顶跨面等重大顶板事故的发生;⑶ 把采场顶板下沉量控制在支柱(活柱)压缩量所允许的范围。
2.2 基本内容
实践证明,当老顶断裂来压过程中,防止空顶区(机道)直接顶板破碎冒落的关键是使支架的阻抗力能保证“内应力场”范围,煤壁承受的压力达到最低的可能值(即σmax→0)。也就是要使支架的阻抗力能达到保证顶板的高速沉降和回转在断裂线进入采场(控顶区)后才发生。
3.下5煤液压支架选型地质条件
(1)顶板:下5煤无伪顶。直接顶为砂泥岩,性脆,易冒落。中部夹薄层细砂岩,下部垂直裂隙发育,平均厚度2.0m。基本顶为粉砂岩,平均厚度11.4m。、
4.2 架型选择
低位放顶煤支架主要有反四连杆和正四连杆两种形式。由于反四连杆支架受结构限制,在高工作阻力下四连杆机构的强度较难保证,且不适应高度范围变化大的支架,而正四连杆支架恰能克服其缺点,效果理想,此种架型在国内单面超过1000万t/a使用普遍存在,故下5煤基本架选择前双后双连杆形式的正四连杆机构,四柱支撑掩护式低位放顶煤支架。
4.3 支架中心距
支架中心距的选择与工作面的长度、推进速度、支架的重量等因素有关,结合俄矿的实际条件,综合考虑取支架中心距为1.75m。
4.4 支架高度确定
(1)液压支架最大高度。考虑到顶板冒落或可能局部冒落而压住液压支架,为保证立柱有一定的行程量,液压支架最大高度应在煤层最大采高基础上,再加200mm~300 mm。9.6m煤层,采放比约1:2,取采高3.5m,架高3.8m。
(2)液压支架最小高度的确定。考虑到液压支架上、下浮煤堆积影响,移架时立柱要有150mm左右的回缩量等因素,支架最小高度应在煤层最小采高基础上再减200mm~300mm,取2.5m。
4.5 基本结构
(1)顶梁采用铰接前梁带伸缩梁和护帮板结构形式。顶梁与掩护梁铰接处采用房檐式圆弧包容结构,有效的防止矸石从此处漏入支架内,支架后部结构形式为掩护梁铰接尾梁加破煤插板结构,尾梁千斤顶倒置,保护活塞杆镀层。采用前双后双连杆,增强连杆的抗扭转能力。支架升降运动轨迹稳定系统为正四连杆运动机构。
(2)底座底板全开档结构,底座前端为大圆弧结构,防止移架时啃底。前部设置抬底机构,前过桥预留防滑系统安装位置。推移千斤顶采用倒装形式,推移框架采用刚性长推杆形式。
4.6 支架定型
綜合考虑工作面因数,支架选用ZF12000-25/38型低位放顶煤支架,主要参数,见表1;支架结构布置示意图,见图1。
4.7 工作面过渡液压支架
过渡支架,布置于工作面切眼两端,内与基本架相邻,外与端头架相邻,处在前后部运输机机头机尾位置。输送机机头机尾传动部靠近支架布置,要使前后输送机的中心距在全面长度内一致,必须设置结构特殊的过渡支架。
过渡支架的设计应尽量减少配套基本架的纵向长度和前后输送机的中心距。其架型选择除按工作面中部放顶煤支架的选型基本一致,也具备放煤结构,液压系统、阀保持互换性,后尾梁单设一对平衡千斤顶控制尾梁状态和高度,使其有较大掩护范围和调节高度,纵向稳定性好,能适应工作面“三机”布置方式和配套尺寸,确保两机头支护能够顶得住、移得快、放得下,架前有足够过人空间,后部有较大的过煤空间,回采过程中与输送机机头机尾部设备不发生干涉,与端头支架,中间架合理搭接过渡。
综合上述因素,本面选择反四连杆4柱支撑掩护式大尾梁低位放顶煤过渡支架,并采用滞后基本架200mm布置方式。支架前后结构紧凑,支护空间大,侧向稳定性和抗扭能力好,用作掩护输送机机头机尾传动部,给予较大的支护空间和前部一定的行人距离。支架型号为:ZFG12000/25/38,主要技术参数,见表1;结构示意图见图2。
4.8 两道超前支架
超前支护支架用于工作面切眼外20m 范围对巷道支护,代替单体支柱,可大大减轻工人单体架梁劳动量,为综采工作面转载机、破碎机、电缆及行人提供一个安全作业空间。支架操作简便,实现超前支护的自动化,减少了两顺槽口维护工作对工作面推进速度的影响,提高工作面单产水平。 4.8.1 基本结构
超前液压支架为支撑掩护式,中置式三架一组。主要由前梁、顶梁、掩护梁、前后连杆、底座、侧翻挡矸板等结构件,以及立柱、推移、顶(底)调千斤顶和侧翻板千斤顶等组成。每架支架有4根立柱,共12根。顶梁前、后部配有挑梁装置,另外还可根据情况在顶梁两侧安设防片帮装置,每段支架底座设有2根推移油缸。用于风巷的带有顶调、底调千斤顶,布置在切眼外约大于一个截割部距处;用于机巷的只有顶调千斤顶,用于挪移时调整支架状态。
4.8.2 工作原理
液压支架组采用迈步自移方式,由前架、中架和后架互为支点完成推移工序。正常情况下,前、中、后架均处于支撑状态,之间的推移油缸处于收回状态,当需要前移时,支架工操作前架降架,再使推移油缸伸出将前架推出,升前架完成前架的前移;接着降中架,收推移油缸将中架拉前一个截割步距,再升中架完成中架的前移工序。接着降后架,收推移油缸将后架拉前一个截割步距,再升后架完成后架的前移工序,自此超前支架整体完成一个截割步距。对后架支架的操作可在前架上远程完成,亦可直接在本架上操作。
4.8.3 基本参数
支护长度不小于20m。支架具备有效的自移、防倒、护顶、调架功能,移架力不小于3倍的支架自重。
(1)机巷超前支架架型:ZTJ20000/25/38端头支架,3架一组型式;
主要技术参数,见表1;
(2)风巷超前支架架型:ZTF20000/25/38端头支架,3架一组型式; 主要技术参数,见表1;
(3)支架整体布置结构(以机巷为例),见图3。
4.9 端头支架
端头支架布置在工作面与运输巷交汇处,与工作面第一架过渡支架相邻,转载机布置在端头支架中间,前后运输机机头分别布置在端头支架单侧前后部,顶梁的下部。综采工作面端头区围岩受采动影响最大,矿压显现复杂,此处顶板维护是重点也是难点,所以端头支架的使用对改善工作面端头支护条件,提高安全系数尤为重要,是实现回采作业的连续化、高产高效的重要途径。
4.9.1 基本结构
端头支架要解决与大设备配套,有大空间过道和适应巷道的低矮与起伏变化,行走稳定,不走偏、不倒架问题。一般设计成两架一组中置式,顶梁和底座采用分段铰接式,使其更好的适应巷道顶底板起伏变化以及运输安装,中间不设四连杆机构,保证了工作面端头前后运输机机头部與转载机所需空间,8根立柱布置合理,不单有足够强度和较好受力点,而且保证设备布置所需空间。两架顶梁、掩护梁分别设置侧帮、挡矸板以防漏顶。前架顶梁中部设置挂电缆的装置。两架可以左右对称以适应左右工作面使用。左右架中,一架本架控制,一架邻架控制,操纵阀组置于外侧支架底座上。转载机为中置式布置,安置在两架底座中间位置,其中一节落地槽两侧焊接有耳座,通过千斤顶与端头支架相连,用于端头支架前移之用。结构布置,见图4。
4.9.2 工作原理
当需要挪移端头支架时,将前铰接梁和插梁收回,收回内外侧的护帮和护顶板,稍降立柱,后架处于顶板垮落变形区,要带压擦顶移架。支架前架左右底座与转载机落地底槽左右相连两个强力油缸,当油缸千斤顶的回缩800mm,将端头支架整体拉移一个截割步距,到位后再升柱,展护帮护顶板,并伸出铰接前梁和插梁,护好与超前支架尾端之间的顶板。转载机在自身迈步移动装置作用下向前移动一个截距时,拉移油缸活塞杆被动跟随伸出,而支架不动,这样完成支架、转载机的前移动过程。拉移油缸千斤顶行程1800mm,稍大于两个截煤步距长度1600mm,这样可满足拉一次转载机,支架能挪两个截距,杜绝回采时频繁拉转载机,减少端头作业时间。
4.9.3 基本参数
机巷端头支架架型:ZT20000/25/38端头支架,2架一组型式;
主要技术参数,见表1。
5.下5煤支架的设计创新点
(1)立柱大腔、推移千斤顶对应的主控阀接口DN20,串阀流量可以达到400L/min。立柱采用流量200L/min和500L/min双安全阀。基本架及过渡架,每架配备四个压力数显器,分别装在立柱上,实现及时直观的压力观测。端头架和超前架立柱预留压力数显器接口。
(2)主要受力销孔采用小于1mm配合间隙,销轴进行热处理淬火工艺,充分提高抗弯抗扭能力,见表2。
(3)液压系统采用双回路环形供液,液压系统的管路接口采用DN系列标准。顺槽主进、主回胶管、水管公称直径分别为DN50S、DN65、DN50。支架主进液管公称直径DN40S,工作压力31.5MPa;主回液管公称直径DN50;喷雾水管直径DN25。每台支架配备反冲洗过滤器,过滤精度25μm,流量900L/min,见图5。
(4)相对运动的胶管加装耐磨套或采取防磨损措施。架间主管路(主进、主回、水路)加装胶管耐磨护套。在可能挤、卡、压胶管的部位加装保护装置,梁体上过胶管的孔口加设橡胶耐磨护圈,保护胶管。
(5)插板与尾梁实现液压联动,尾梁下摆放煤时,插板自动收回。插板四棱锥形插板插齿在尾梁上下摆动及插板伸缩时皆可破大块煤,采用两个插板千斤顶结构,插板千斤顶缸径为φ100mm,插出力达到49t。
6.使用中注意问题
工作面最主要的是端头支架使用,注意几点:
(1)防止挤死架。工作面输送机存在上窜下滑,限制了端头支架的优越性发挥,容易挤死架,造成推移困难,所以严格把握工作面上下头的推进度,调整刮板运输机状态,控制输送机上窜下滑量,确保有一定自由度,不超限;防止整体下滑抵住煤壁造成无人行道。
(2)防止走不动。工作面下出口防尘冷却水、老塘出水多,底板浮煤遇水松软,造成移架困难走不动,要求支架有较强的拉架力,拉架力不小于支架重量3倍。
(3)防止架倾倒。回采过程中注意调整端头支架和转载机状态,使用好调架千斤顶,必要时辅以斜撑支柱,防止支架倾倒、歪斜。
(4)防止割支架。设计中把握好煤机截割三角煤时卧底与挑顶量,煤机下行到极限位置时要限位,防止割支架的下底座和上顶梁。
7.使用情况及结论
通过下5煤5305工作面的实际使用,该套支架具有如下优点:
(1)基本架工作阻力高、支护面积大、强度高,对顶板支护能力强;
(2)端头支架切顶能力强、抗扭能力大,护帮护巷效果好、保证了出口高度和人行道宽度。机械化程度高,提高端头支护区可靠性程度,保证安全;
(3)超前支架代替单体支柱,可大大减轻工人单体架梁劳动量,减少端头维护人员,为综采工作面转载机、破碎机、电缆及行人提供良好安全作业空间。
该套支架能够适应俄矿下5煤的地质条件,架型结构合理,三机配套关系良好,支护性能优良,工作面煤帮、顶板和端头三角区、顺槽超前应力区顶板得到有效控制,煤壁大片帮飞炭,掉顶情况明显好转,人员在支架下工作安全,支架顺利推进1500m,回采原煤200万t,回采效率大幅度提高,达到设计目标,促进了安全生产。
作者简介
陈国强(1972-),男,江苏金坛人,毕业于中国矿业大学矿山机电专业,研究生学历,硕士学位,现为徐矿集团天山矿业有限责任公司机电副总经理,高级工程师。
[关键词]放顶煤 重型 支架 选型 研究
中图分类号:TE848 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)41-0009-03
1.概述
俄霍布拉克煤矿(简称俄矿)下5煤采区选型使用ZF6500-17/35型综采放顶煤支架,服役7个工作面,共出煤1685万吨。使用过程中暴露支架主要问题:
(1)支架总体工作阻力设计偏小。不适应坚硬煤层和顶板。周期来压后支架扭曲,歪斜严重,立柱有涨缸、破缸现象。
(2)支架结构件抗压强度不足。顶梁、座箱、四连杆大量出现开焊断裂,销孔变形,断销现象。
(3)维修费用过高。累计已投入修理费用2509万元,成本压力较大。
俄矿作为南疆主力矿井,必须保证下5煤工作面800万t/a的产能,方能满足南疆经济发展需要,因此必须重新选型高阻力、高强度的液压支架,满足产能提升和安全需要。
2.顶板控制设计准则和基本内容
2.1 设计准则
在确保不发生冒顶事故的前提下,争取最低的支护强度和最小的工作阻力。要求:⑴ 防止直接顶板破碎,排除局部冒顶事故;⑵ 杜绝切顶跨面等重大顶板事故的发生;⑶ 把采场顶板下沉量控制在支柱(活柱)压缩量所允许的范围。
2.2 基本内容
实践证明,当老顶断裂来压过程中,防止空顶区(机道)直接顶板破碎冒落的关键是使支架的阻抗力能保证“内应力场”范围,煤壁承受的压力达到最低的可能值(即σmax→0)。也就是要使支架的阻抗力能达到保证顶板的高速沉降和回转在断裂线进入采场(控顶区)后才发生。
3.下5煤液压支架选型地质条件
(1)顶板:下5煤无伪顶。直接顶为砂泥岩,性脆,易冒落。中部夹薄层细砂岩,下部垂直裂隙发育,平均厚度2.0m。基本顶为粉砂岩,平均厚度11.4m。、
4.2 架型选择
低位放顶煤支架主要有反四连杆和正四连杆两种形式。由于反四连杆支架受结构限制,在高工作阻力下四连杆机构的强度较难保证,且不适应高度范围变化大的支架,而正四连杆支架恰能克服其缺点,效果理想,此种架型在国内单面超过1000万t/a使用普遍存在,故下5煤基本架选择前双后双连杆形式的正四连杆机构,四柱支撑掩护式低位放顶煤支架。
4.3 支架中心距
支架中心距的选择与工作面的长度、推进速度、支架的重量等因素有关,结合俄矿的实际条件,综合考虑取支架中心距为1.75m。
4.4 支架高度确定
(1)液压支架最大高度。考虑到顶板冒落或可能局部冒落而压住液压支架,为保证立柱有一定的行程量,液压支架最大高度应在煤层最大采高基础上,再加200mm~300 mm。9.6m煤层,采放比约1:2,取采高3.5m,架高3.8m。
(2)液压支架最小高度的确定。考虑到液压支架上、下浮煤堆积影响,移架时立柱要有150mm左右的回缩量等因素,支架最小高度应在煤层最小采高基础上再减200mm~300mm,取2.5m。
4.5 基本结构
(1)顶梁采用铰接前梁带伸缩梁和护帮板结构形式。顶梁与掩护梁铰接处采用房檐式圆弧包容结构,有效的防止矸石从此处漏入支架内,支架后部结构形式为掩护梁铰接尾梁加破煤插板结构,尾梁千斤顶倒置,保护活塞杆镀层。采用前双后双连杆,增强连杆的抗扭转能力。支架升降运动轨迹稳定系统为正四连杆运动机构。
(2)底座底板全开档结构,底座前端为大圆弧结构,防止移架时啃底。前部设置抬底机构,前过桥预留防滑系统安装位置。推移千斤顶采用倒装形式,推移框架采用刚性长推杆形式。
4.6 支架定型
綜合考虑工作面因数,支架选用ZF12000-25/38型低位放顶煤支架,主要参数,见表1;支架结构布置示意图,见图1。
4.7 工作面过渡液压支架
过渡支架,布置于工作面切眼两端,内与基本架相邻,外与端头架相邻,处在前后部运输机机头机尾位置。输送机机头机尾传动部靠近支架布置,要使前后输送机的中心距在全面长度内一致,必须设置结构特殊的过渡支架。
过渡支架的设计应尽量减少配套基本架的纵向长度和前后输送机的中心距。其架型选择除按工作面中部放顶煤支架的选型基本一致,也具备放煤结构,液压系统、阀保持互换性,后尾梁单设一对平衡千斤顶控制尾梁状态和高度,使其有较大掩护范围和调节高度,纵向稳定性好,能适应工作面“三机”布置方式和配套尺寸,确保两机头支护能够顶得住、移得快、放得下,架前有足够过人空间,后部有较大的过煤空间,回采过程中与输送机机头机尾部设备不发生干涉,与端头支架,中间架合理搭接过渡。
综合上述因素,本面选择反四连杆4柱支撑掩护式大尾梁低位放顶煤过渡支架,并采用滞后基本架200mm布置方式。支架前后结构紧凑,支护空间大,侧向稳定性和抗扭能力好,用作掩护输送机机头机尾传动部,给予较大的支护空间和前部一定的行人距离。支架型号为:ZFG12000/25/38,主要技术参数,见表1;结构示意图见图2。
4.8 两道超前支架
超前支护支架用于工作面切眼外20m 范围对巷道支护,代替单体支柱,可大大减轻工人单体架梁劳动量,为综采工作面转载机、破碎机、电缆及行人提供一个安全作业空间。支架操作简便,实现超前支护的自动化,减少了两顺槽口维护工作对工作面推进速度的影响,提高工作面单产水平。 4.8.1 基本结构
超前液压支架为支撑掩护式,中置式三架一组。主要由前梁、顶梁、掩护梁、前后连杆、底座、侧翻挡矸板等结构件,以及立柱、推移、顶(底)调千斤顶和侧翻板千斤顶等组成。每架支架有4根立柱,共12根。顶梁前、后部配有挑梁装置,另外还可根据情况在顶梁两侧安设防片帮装置,每段支架底座设有2根推移油缸。用于风巷的带有顶调、底调千斤顶,布置在切眼外约大于一个截割部距处;用于机巷的只有顶调千斤顶,用于挪移时调整支架状态。
4.8.2 工作原理
液压支架组采用迈步自移方式,由前架、中架和后架互为支点完成推移工序。正常情况下,前、中、后架均处于支撑状态,之间的推移油缸处于收回状态,当需要前移时,支架工操作前架降架,再使推移油缸伸出将前架推出,升前架完成前架的前移;接着降中架,收推移油缸将中架拉前一个截割步距,再升中架完成中架的前移工序。接着降后架,收推移油缸将后架拉前一个截割步距,再升后架完成后架的前移工序,自此超前支架整体完成一个截割步距。对后架支架的操作可在前架上远程完成,亦可直接在本架上操作。
4.8.3 基本参数
支护长度不小于20m。支架具备有效的自移、防倒、护顶、调架功能,移架力不小于3倍的支架自重。
(1)机巷超前支架架型:ZTJ20000/25/38端头支架,3架一组型式;
主要技术参数,见表1;
(2)风巷超前支架架型:ZTF20000/25/38端头支架,3架一组型式; 主要技术参数,见表1;
(3)支架整体布置结构(以机巷为例),见图3。
4.9 端头支架
端头支架布置在工作面与运输巷交汇处,与工作面第一架过渡支架相邻,转载机布置在端头支架中间,前后运输机机头分别布置在端头支架单侧前后部,顶梁的下部。综采工作面端头区围岩受采动影响最大,矿压显现复杂,此处顶板维护是重点也是难点,所以端头支架的使用对改善工作面端头支护条件,提高安全系数尤为重要,是实现回采作业的连续化、高产高效的重要途径。
4.9.1 基本结构
端头支架要解决与大设备配套,有大空间过道和适应巷道的低矮与起伏变化,行走稳定,不走偏、不倒架问题。一般设计成两架一组中置式,顶梁和底座采用分段铰接式,使其更好的适应巷道顶底板起伏变化以及运输安装,中间不设四连杆机构,保证了工作面端头前后运输机机头部與转载机所需空间,8根立柱布置合理,不单有足够强度和较好受力点,而且保证设备布置所需空间。两架顶梁、掩护梁分别设置侧帮、挡矸板以防漏顶。前架顶梁中部设置挂电缆的装置。两架可以左右对称以适应左右工作面使用。左右架中,一架本架控制,一架邻架控制,操纵阀组置于外侧支架底座上。转载机为中置式布置,安置在两架底座中间位置,其中一节落地槽两侧焊接有耳座,通过千斤顶与端头支架相连,用于端头支架前移之用。结构布置,见图4。
4.9.2 工作原理
当需要挪移端头支架时,将前铰接梁和插梁收回,收回内外侧的护帮和护顶板,稍降立柱,后架处于顶板垮落变形区,要带压擦顶移架。支架前架左右底座与转载机落地底槽左右相连两个强力油缸,当油缸千斤顶的回缩800mm,将端头支架整体拉移一个截割步距,到位后再升柱,展护帮护顶板,并伸出铰接前梁和插梁,护好与超前支架尾端之间的顶板。转载机在自身迈步移动装置作用下向前移动一个截距时,拉移油缸活塞杆被动跟随伸出,而支架不动,这样完成支架、转载机的前移动过程。拉移油缸千斤顶行程1800mm,稍大于两个截煤步距长度1600mm,这样可满足拉一次转载机,支架能挪两个截距,杜绝回采时频繁拉转载机,减少端头作业时间。
4.9.3 基本参数
机巷端头支架架型:ZT20000/25/38端头支架,2架一组型式;
主要技术参数,见表1。
5.下5煤支架的设计创新点
(1)立柱大腔、推移千斤顶对应的主控阀接口DN20,串阀流量可以达到400L/min。立柱采用流量200L/min和500L/min双安全阀。基本架及过渡架,每架配备四个压力数显器,分别装在立柱上,实现及时直观的压力观测。端头架和超前架立柱预留压力数显器接口。
(2)主要受力销孔采用小于1mm配合间隙,销轴进行热处理淬火工艺,充分提高抗弯抗扭能力,见表2。
(3)液压系统采用双回路环形供液,液压系统的管路接口采用DN系列标准。顺槽主进、主回胶管、水管公称直径分别为DN50S、DN65、DN50。支架主进液管公称直径DN40S,工作压力31.5MPa;主回液管公称直径DN50;喷雾水管直径DN25。每台支架配备反冲洗过滤器,过滤精度25μm,流量900L/min,见图5。
(4)相对运动的胶管加装耐磨套或采取防磨损措施。架间主管路(主进、主回、水路)加装胶管耐磨护套。在可能挤、卡、压胶管的部位加装保护装置,梁体上过胶管的孔口加设橡胶耐磨护圈,保护胶管。
(5)插板与尾梁实现液压联动,尾梁下摆放煤时,插板自动收回。插板四棱锥形插板插齿在尾梁上下摆动及插板伸缩时皆可破大块煤,采用两个插板千斤顶结构,插板千斤顶缸径为φ100mm,插出力达到49t。
6.使用中注意问题
工作面最主要的是端头支架使用,注意几点:
(1)防止挤死架。工作面输送机存在上窜下滑,限制了端头支架的优越性发挥,容易挤死架,造成推移困难,所以严格把握工作面上下头的推进度,调整刮板运输机状态,控制输送机上窜下滑量,确保有一定自由度,不超限;防止整体下滑抵住煤壁造成无人行道。
(2)防止走不动。工作面下出口防尘冷却水、老塘出水多,底板浮煤遇水松软,造成移架困难走不动,要求支架有较强的拉架力,拉架力不小于支架重量3倍。
(3)防止架倾倒。回采过程中注意调整端头支架和转载机状态,使用好调架千斤顶,必要时辅以斜撑支柱,防止支架倾倒、歪斜。
(4)防止割支架。设计中把握好煤机截割三角煤时卧底与挑顶量,煤机下行到极限位置时要限位,防止割支架的下底座和上顶梁。
7.使用情况及结论
通过下5煤5305工作面的实际使用,该套支架具有如下优点:
(1)基本架工作阻力高、支护面积大、强度高,对顶板支护能力强;
(2)端头支架切顶能力强、抗扭能力大,护帮护巷效果好、保证了出口高度和人行道宽度。机械化程度高,提高端头支护区可靠性程度,保证安全;
(3)超前支架代替单体支柱,可大大减轻工人单体架梁劳动量,减少端头维护人员,为综采工作面转载机、破碎机、电缆及行人提供良好安全作业空间。
该套支架能够适应俄矿下5煤的地质条件,架型结构合理,三机配套关系良好,支护性能优良,工作面煤帮、顶板和端头三角区、顺槽超前应力区顶板得到有效控制,煤壁大片帮飞炭,掉顶情况明显好转,人员在支架下工作安全,支架顺利推进1500m,回采原煤200万t,回采效率大幅度提高,达到设计目标,促进了安全生产。
作者简介
陈国强(1972-),男,江苏金坛人,毕业于中国矿业大学矿山机电专业,研究生学历,硕士学位,现为徐矿集团天山矿业有限责任公司机电副总经理,高级工程师。