三软煤层综放支架优化设计探讨

（神华宁夏煤业集团金能煤业分公司综采一队，宁夏 石嘴山 753200）

三软煤层综放支架优化设计探讨

李发财

（神华宁夏煤业集团金能煤业分公司综采一队，宁夏 石嘴山 753200）

以某矿Ⅲ010301工作面三软煤层为工程背景，针对三软煤层易片帮冒顶的特点，在原有平顶山ZF7800/18/35支撑掩护式支架选型的基础上，增加前梁侧护、改进伸缩梁末端及护帮板结构、针对受载时前梁局部开裂及全封闭式设计的伸缩梁滑道阻死，提出了针对性的建议，为工作面安全高效生产提供了一定的保障。

三软煤层；前梁侧护；伸缩梁；综放支架

1 工程概况

Ⅲ010301综放工作面切眼长度为172.5m，工作面走向长度为1398m，主采煤层3煤结构复杂，厚度8.45m～11.5m，平均9.28m，较稳定，煤层倾角21º30ˊ～28°，平均23º20ˊ煤层普氏系数为f介于0.5～1.20，直接顶为泥岩，灰黑色，薄层状，较破碎，最高厚1.7m，平均0.77m。基本顶为沙质泥岩和细砂岩，平均厚度2.78m，泥岩较破碎，直接底为砂质页岩，浅灰色薄层状，节理发育，厚度为f=0.25，因此属“三软”煤层。

2 支架优化设计

Ⅲ010301综放面选用平顶山ZF7800 /18/35支撑掩护式支架，由于前期这台支架前梁没有侧护，存在一定的安全隐患，后来从新改装加上前梁侧护，改装后的支架在实际生产中存在很多问题，本文针对性提出了相应的解决方案及建议。

2.1 前梁侧护尺寸优化

图1 伸缩梁末端结构原设计方案及实拍

前梁侧护设计太高，达到570mm高，由于三软煤层及容易引发片帮漏顶，一旦漏顶支架采高由作业规程要求的2.6m降到2.1m，有的甚至达到2.0m。导致采煤机过不去，所以支架侧护不易过长，在实际生产中达到370mm（参考北京煤机和波兰支架）刚好合适。

2.2 伸缩梁末端结构优化

由于煤层酥软，采用支架顶铺菱形网开采，而此支架伸缩梁与网接触部分是直角，如图1所示，在打出伸缩梁的时候容易顶网，将网顶扯在前梁端，所以在设计是应该设计成平滑曲线，如图2所示。

2.3 前梁结构设计优化

2.3.1 前梁局部开裂的优化设计

前梁为伸缩梁设计滑道加固不结实，尤其是图3（a）中A段和C段。在实际生产中伸缩梁打出，前梁承受不了伸缩梁负载，导致A部和C部开裂（A、C厚度为20mm钢板），这种情况在开采一年之中出现十分之一的概率（总计115台支架）。所以在设计时应当加固薄弱环节如图4所示。

2.3.2 全封闭式滑道的设计优化

前梁为伸缩梁设计的滑道，除了预留2个不到100×100mm见方的口外，其它采用全封闭式的设计，如图5所示，A为预留口，导致伸缩梁在收缩过程中带进去的煤粒将伸缩梁阻死。阻死后的伸缩梁需要用高压液体伸进A口冲洗干净煤粒后，方可伸缩自如。所以在后续生产中，经常用乳化液高压液体冲洗伸缩梁，导致工作面乳化液浓度达不到要求，致使液压系统处于半瘫痪状态，为安全生产埋下严重的隐患。建议设计成半封闭状态，可参考波兰支架。

图2 伸缩梁末端结构优化设计方案

图3 原前梁设计及支护使用后效果

2.4 护帮板结构优化

护帮板应有倒角，防止收护帮板时尖角挂网、撤网，人员处理时占用生产时间。

结语

图4 前梁加固示意图

图5 前梁剖面图

本文针对Ⅲ010301综放面选用的平顶山ZF7800/18/35支撑掩护式支架在生产实践中遇到的无前梁侧护防片帮漏顶、伸缩梁末端结构问题及护帮板结构问题，提出了相应的解决方案，确保了工作面的安全高效生产。

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[2]钱玉军，冉玉玺，樊军.三软煤层综放工作面液压支架的设计要求[J].煤矿机电，2008（04）：113-114.

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