ZY5000/16/35型掩护式液压支架在新景公司的试用

李明鑫

（阳煤集团新景公司生产技术部，山西 阳泉 045000）

阳煤集团新景公司自投产以来，综采工作面一直使用支撑掩护式支架支护顶板进行生产，为进行设备升级，科学管理顶板，引进了ZY5000/16/35型两柱掩护式支架，并在3#煤芦南一区71127工作面进行试用。试用期间，利用综采工作面矿压综合数据处理系统，对工作面及其两巷的矿压显现进行观测，以便掌握3#煤芦南区综采工作面的矿压显现规律，从而对支架能否适应3#煤层地质条件，以及支架的工作性能、支架结构的合理性等指标进行评估。

1 71127综采工作面地质概况

（1）井下位置及与四邻关系

71127工作面位于芦南一区南翼西部，东为71125工作面（已采），西为71128工作面（已采），北隔采区大巷与71126工作面（正采）相对，南部为矿界。

（2）工作面煤层情况

71127工作面所采3#煤层赋存稳定，结构简单，一般含一层夹石。煤层以镜煤亮煤为主，内生裂隙发育。煤层倾角2～12°，煤层厚度1.52～3.23m。

（3）煤层顶底板

71127工作面伪顶为深灰色的高岭石泥岩，厚度0.26m，直接顶为灰黑色、性硬而脆、含大量植物化石碎片的砂质泥岩，厚度2.25m，老顶为灰白色、石英为主、长石次之的中粒砂岩，厚度2.78m。直接底为灰黑色，上部含砂量小、含大量植物根茎化石的砂质泥岩，厚度0.60m，老底为灰色、以石英为主、夹薄层泥质条带的粉砂岩，厚度5.2m（参见图1）。

2 工作面简况

71127工作面走向长度474m，采长184m，共安装ZY5000/16/35型掩护式液压支架124组，两端头采用支设走向木棚梁管理顶板，劳动组织为“二九一六”制，平均日进2.4m，平均日产1539t，工作面支架单根立柱额定工作阻力为2500kN，平衡千斤顶下腔额定工作阻力为1275kN，平衡千斤顶上腔额定工作阻力为815kN（参见图2）。

图1 71127煤层顶底板柱状示意图

图2 71127工作面状况示意图

3 工作面矿压显现简析

（1）71127工作面初次来压步距为34m，周期来压步距最大为23m，最小为16m，平均为19m。来压期间支架立柱最大工作阻力为5230kN，最小为2914kN，平均为3980kN，平衡千斤上腔最大为830kN，平衡千斤下腔最大为1306kN，见表1。

（2）该型支架的额定工作阻力为5000kN，从此次观测数据可知，支架的工作阻力在顶板初次来压、周期来压期间有40%都超过了5000kN，其他时间支架的工作阻力都小于5000kN。

（3）本工作面煤壁片帮不严重，最大片帮深度为400mm。

（4）根据矿压观测结果，工作面进风顺槽超前压力的影响范围为120m，在距采线60～80m时顺槽开始有相对较大的变形，尤其是处于邻近工作面采空区段的巷道变形破坏相当严重，两帮移近量的最大值为950mm，顶底板移近量的最大值为700mm。

表1 71127工作面矿压显现一览表

4 ZY5000/16/35型两柱掩护式支架的评价和分析

图3 ZY5000/16/35掩护式支架示意图

（1）ZY5000/16/35型两柱掩护式支架与四柱型支撑掩护式支架相比较的优点：

① 该型支架使用本架操作，简化了液压系统，操作方便快捷。

② 该型支架液管少，跑、冒、滴、漏现象大大减少，减轻了支架维检工的维修量。

③ 该型支架装有伸缩前探小梁，对工作面顶板能够及时有效地维护，控制端面距，很好地控制了顶板的塌落，尤其是工作面滚帮煤大时效果更佳。

④ 该型支架增加了抬底千斤顶，提高了提架速度，大大降低了工人劳动强度，提高了安全系数，以往提架，人工使用单体柱或木头进行操作，既费力又费时，且必须停机停溜。

⑤ 该型支架推移千斤的推拉力较大（拉架力达到529kN），提高了推溜移架的速度，增加了机组的割煤时间。

⑥ 该型支架的平衡千斤顶，通过控制顶梁与掩护梁相对位置，调整整个支架很好地适应顶板压力变化，使支架保持平衡，合理承受顶板压力。

⑦ 由于该型支架减少了两根支撑后立柱，使得支架的操作简单方便，在两根立柱伸起的同时，支架能够一次性达到平衡状态，简化了伸架时，四柱支撑掩护式支架的四根立柱都需要调整的繁琐步骤。

⑧ 该型支架的底座为分体刚性底座，由左右两部分组成，排矸性能好，能够适应起伏不平的工作面底板。

（2）ZY5000/16/35型两柱掩护式支架与四柱型支撑掩护式支架相比较的缺点：

① 该型支架质量分布不均，前重后轻，尤其是采下坡时易发生栽头现象，支架工必须协调好立柱和平衡千斤，使支架仰角符合要求。

② 该型支架的立柱和安全阀质量存在问题，工作面回采期间，造成数量近1/3的支架（工作面共有124架）先后在顶板三次周期来压时出现集中偷降，并把主液管挤压断裂。

③ 根据矿压观测，在整个回采期间，数量占1/3的支架的两根立柱受力都很小，甚至有的测力仪显示数值为零，另一部分数量占1/3的支架两根立柱的支承力差距较大，有的甚至出现一根立柱支承压力增加的同时，另一根立柱的支承力反而减小，造成了支架立柱受力不均的状况，说明支架大部分立柱存在质量问题。

④ 支架的大部分安全阀存在质量问题，在工作面顶板来压荷载超过支架额定工作阻力时，立柱卸压后，安全阀出现不能及时关闭，甚至不关闭的现象，在9月1日零点班、10月4日中午班和12月7日中午班三次工作面部分支架在受压的情况下集中出现立柱缓慢卸载回缩，不能有效支撑顶板的情况。

⑤ 根据矿压观测结果及支架受力分析，有质量问题的支架都处在工作面支架出现大面积偷降的区域，这充分说明支架的质量问题是造成工作面回采期间出现大面积支架偷降，不能支护顶板的主要原因。

5 结语

ZY5000/16/35型两柱掩护式液压支架从结构上改善了支架的受力状况，使得支架的承载力大部分集中在两根立柱上，平衡千斤则主要起到调节支架平衡的作用，该型支架在移架时，操作简单、方便、容易；该型支架装有箱形结构的内伸缩前探梁，能在支架拉架前起到很好的临时支护作用，及时有效地防止破碎顶板冒落，提高了安全系数和生产效率，为矿井的高产高效创造了有利条件。