超前支护支架在放顶煤工作面回风巷中的应用

张江林

(晋城煤业集团成庄矿,山西晋城 048021)

超前支护支架在放顶煤工作面回风巷中的应用

张江林

(晋城煤业集团成庄矿,山西晋城 048021)

Application of Powered Support for Advancing Supporting in A ir-return Roadway of Full-mechan ized CavingM in ing Face

针对原放顶煤工作面端尾超前支护采用单体液压支柱配合顶梁存在的问题,采用超前支护支架进行端尾超前支护,支护强度高、移动方便,节省支护时间,取得了显著效果。

超前支护;支架;应用

传统的放顶煤工作面回风巷超前支护主要以单体液压支柱配合梁体支护,根据巷道断面及顶板压力情况确定支护参数,以确保安全出口的畅通。但是在特殊地质条件和相邻工作面开采时,单体液压支柱配合梁体进行超前支护的局限性逐渐表现出来,支护强度低,支护速度慢,劳动强度大,投入成本高,安全性差,工序复杂,需要人工多,容易引发事故。而采用超前支护支架对放顶煤工作面回风巷超前支护段进行支护,既提高了顶板支护强度,又减轻了工人劳动强度,移动方便,减少了超前支护影响时间,有很好的推广应用价值。

1 超前支护支架工作方式

超前支护支架工作方式是利用锚固架和第 1组超前支架互为支点前移,第 2组超前支架和第 1组超前支架互为支点前移,第 3组超前支架和第 2组超前支架互为支点前移,每 1组超前支架由左右 2架组成,移动时,左右架体迈步自移。回风巷超前支护支架配套情况如图 1。

回风巷超前支架组工作流程:采煤机割到机尾

距离超前支架插板约 1.5m时,收 3号超前支护支架挑梁插板→采煤机割透机尾煤帮后,往机头方向返回约 30m→推前溜机尾→拉 1号排尾架→拉后溜机尾→前移 3号超前支架→采煤机进刀→往机头方向割煤→推前溜机尾→拉 1号排尾架→拉后溜机尾→前移锚固架→拉 1号超前支架→拉 2号超前支架→拉 3号超前支架 (伸出挑梁插板)→前移锚固架→拉1号超前支架→拉 2号超前支架 (为下一循环做好了准备工作)。

2 超前支护支架和锚固支架

每组超前支护支架主要由底座、顶梁、挑梁、二连杆、四连杆等组成,其中顶梁和底座分别有 2段铰接而成,顶梁前后端分别设置 1根可伸缩的挑梁,通过增设二连杆和四连杆提高支架稳定性和抗扭功能,其结构见图 2。锚固支架主要由底座、顶梁、立柱组成,其结构见图 3。

图2 超前支护支架结构

3 超前支护支架和锚固支架工作原理及结构特点

3.1 工作原理

超前支护支架和锚固支架是利用架间互为支点,迈步整体前移,满足超前支护距离不少于 20m的要求,并和工作面支架推移步距、采煤机截深和回风巷断面相配套。

图3 锚固支架结构

3.2 超前支护支架结构特点

(1)采煤机运行到工作面尾部时,仅需移动 3号超前支护支架挑梁插板就可保证割煤空间;在采煤机向机头割煤过程中,前移锚固支架和超前支护支架,为下一循环做好准备工作,提高了采煤机开机率。

(2)超前支架底座间增设调节千斤顶,同时在顶梁上也增设调节千斤顶,根据使用需要随时可以拆卸。

(3)锚固支架过道大、稳定、移架方便、不扎底,设有拉架位置。

(4)锚固支架底座前后两侧都设计为船形结构,提高底座适应底板能力。

(5)锚固支架底座、顶梁与立柱间均采用万向节连接,提高适应顶板变化的能力。

(6)锚固支架底座两侧增设调节千斤顶,可对锚固支架前移轨迹进行调整。

4 两种超前支护工艺比较

4.1 打单体液压支柱和木梁联合支护工艺

(1)支护强度低,有时底板煤软时,单体液压支柱容易钻入底板内,造成回柱困难,安全性差,极易发生安全事故,存在安全隐患。

(2)超前支护工作量大,劳动强度高,投入人力多,支护效率低,严重制约矿井的高产高效。

(3)超前支护时间长,造成采煤机开机率低。

(4)投入成本高,木梁为一次性,单体液压支柱损害严重,造成吨煤成本增加。

4.2 超前支护支架工艺

(1)实现了采煤工作面超前支护的机械化,是采煤工作面超前支护形式的一次创新和革命。

(2)采用手动操作迈步交替自移,实现机械化超前支护。

(3)超前支架顶梁、底座分别由 2段箱形结构连接,支架稳定性好。

(4)四连杆机构与二连杆的设置,为超前支架具有良好的稳定性和运动轨迹提供保证。

(5)超前支架顶梁前后均设置回转挑梁,并带伸缩梁,有较强顶板适应能力和及时支护能力。

(6)具有较强的防倒与调架功能。

(7)具有适应顶板歪斜的能力。

(8)在保证左右架间顶板支护的前提下,左右架间具有较大的可调节范围。

(9)操作控制阀组,支架就能移动,工人劳动强度明显降低。

(10)自动化程度高,便于采面单产的进一步提高。

(11)整架移架方便,工效明显提高。

5 发展方向

随着社会的发展,矿井原煤产量需大幅度提高,同时吨煤成本应严格控制,以追求最佳的经济效益,该超前支护工艺适应发展的需要,有很好的推广应用前景,将对回风巷超前支护提供很好的发展平台。本设备将有力地推动超前支护工艺技术的发展,进一步提高采面单产,加快矿井高产高效建设,以适应社会发展的需要。

[责任编辑:林 健]

TD355.4

B

1006-6225(2010)05-0071-02

2010-04-27

张江林 (1975-),男,山西晋城人,机械工程师,晋城煤业集团成庄矿机电室工作。