综采工作面新型端头液压支架设计研究.pdf

第 l 6卷 第 2期 总第 9 9期 2 0 1 1年 4月 煤 矿 开 采 C o a l mi n i n g Te c h n o l o g y V o 1 ． 1 6 N o ． 2 S e ri e s N o ． 9 9 Ap ril 2 011 ■五面露疆 综采工作 面新型端头 液压支架设计研 究 曾 明胜 天地科技 股份有 限公 司 开采设计事业部 ，北京 1 0 0 0 1 3 [ 摘要 ] 在 分析研究现有综采工作 面端 头液压支架 架型及其存在 问题 的基础上 ，根 据福城煤 矿综采工作面地质 条件 ，研 制成功 了一种新型 的适用于大倾 角、高巷道 工作面的端 头液 压支架 ，并 就 支架的结构特点、技术参数、适应性等作 了详细的阐述。工业性试验表明该端头支架具有结构简 单 、维修方便 、可 靠性高 、稳定 性好 ，适 应性强等特点 ，具有广泛 的推广运用前景 。 [ 关键词] 大采高；综呆工作面；端头液压支架 [ 中图分类号]T D 3 5 5 ． 4 1 [ 文献标识码]B [ 文章编号]1 0 0 6 6 2 2 5 2 0 1 1 0 2 - 0 0 6 9 - 0 2 De s i g n f or Ne w- s t y l e Te r mi n a l Po we r e d S up po r t for St e e pl y- i n c l i ne d Co a l s e a m 端头支架支护性能是影响综采工作面能否实现 安全高效开采 的一个重要因素。根据工作面输送机 和转载机 的布置方式 ，国内使用 的一次采全高工作 面端头支架可 以分为两大类 一是适用于交叉侧卸 综采工作面的端头支架 ，这类端头支架一般采用同 工作面中部支架相 同的架 型 ，只是根据配套情况 ， 支架顶梁相应加长 ；二是适用于端卸综采工作面的 端头支架 ，分为中置式单排立柱两架一组式 、前后 架组合 式等型式。现场使用情 况表 明，端 头支架 特别是第 2类端头支架 普遍存在 支护效率低 、 支架稳定性差 、底座扎底严重 、移架 困难等问题 ， 迫切需要研制一种新型端头液压支架以满足生产需 要。根据新汶矿业集 团福城煤矿 的工作 面地质 条 件 ，研制成功了一种适应于大倾角工作面高巷道端 头支护的端头支架 。 1 试验工作面地质条件 福城煤矿 1 9 0 1 S工作 面平均埋深 约 2 8 0 m，平 均走 向长 1 9 4 9 m，平均倾斜长 1 7 4 m，最大倾斜 长 1 9 5 m，煤层倾角 2 0～ 4 0 。 ，最大倾 角 4 5 。 ，煤层平 均厚度 4 ． 8 m，煤层坚 固性系数． 厂 3～4 ，煤层之 问 有泥岩夹矸 ，厚 0 ． 3～ 0 ． 5 m，直接顶为生物碎屑灰 岩 ，直接底为 粉砂岩。上 下巷都 为矩形断 面，宽 4 m，高 3 ． 8 m。巷道采用锚 网支护。 2 新型端头支架设计 2 ． 1 支架的设计要求 根据工作面地质条件 ，要求研制的新型端头液 压支架具有 以下技术特点 1 支 架 要求 全 断 面支 护 ，支 护强 度 大 于 0． 6MPa。 2 支架结构应能适应 4 m高的巷道及大倾角 工作面的配套要求 。 3 支架 对底 板 比压小 ，支 架底 座不 扎底 ， 移架顺利 。 4 要有较大 的无 立柱支护空 间，以保证端 头设备 的正常运转和顺利前移。 2 ． 2 支架主要技术参数的确定 1 支架 工作 阻 力 按 支架 支 护 强度 大 于 0 ． 6 MP a ，长度 1 0 m，支护宽度 4 m计算 ，要求支架 工作阻力大于 2 4 0 0 0 k N，为保证安全 ，取支架工作 阻力为 2 5 0 0 0 k N。 2 支架支撑 高度巷道高度 3 ． 8 m，考虑巷 道漏顶可能 ，支架最大支撑高度取 4 ． 2 m，最小高 度 取 2 ． 3 m。 3 支架基本 架型 支架型式 为 中置式 ，左 右对称各 1 组 ，每组后部为 1架四柱支撑掩护式基 本架型 ，前部铰接 1 组顶梁和底座 ，用 1根立柱支 撑 ，共 5根立 柱，整个端 头支架组 共 l 0根立柱 ， 如图 1 。 根据上述分析 ，最终确定 端头支架组 型号 为 Z Z D 2 5 0 0 0 ／ 2 3 ／ 4 2型端头支架组 ，表 1为该型号端 头支架组主要技术参数 。 2 ． 3 新型端头支架主要结构特点 1 支架采用转载机 中置 式左右对称两架一 组架型，前部通过推移座与转载机相连，实现推转 [ 收稿 日期]2 0 1 0 1 2 2 2 [ 作者简介] 曾明胜 1 9 6 9 一 男 ，江西南丰人 ，高级工程师 ，从 事综采液压支架 及其配套设计 ，现任开采装备技术研究所一室主任。 69 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 息第 9 9期 煤 矿 开 采 2 0 1 1 年 第 2期 图 1 Z Z D 2 5 0 0 0 ／ 2 3 ／ 4 2型端头支架组结构 表 1 z z D 2 5 0 0 0 ／ 2 3 ／ 4 2端头支架组主要技术参数 项 目 基本参数 高度／ mm 初撑力／ k N 工作 阻力／ k N 支护强度／ MP a 移架步距／mm 底板比压 平均／ MP a 泵站压力／MP a 操作方式 2 3 0 0～4 2 0 0 1 9 3 8 6 2 5 0 0 0 0 ． 6 3 8 0 0 l 5 31 5 本架 载机和拉架，移架采用左右迈步移架方式。采用 4 根 { b 2 3 0 mm缸径的推移千斤顶，增大了推转载机力 和拉架力。 2 支架主体采用 四柱支撑掩 护式型式 ，单 架底座宽度达 1 ． 5 m，支架支护高度高且稳定性好 ； 支架采用巷道全 断面支护 ，共采用 1 0根 b 2 8 0 mm 双伸缩立柱，支撑能力强。支架对底板 比压小 ，支 架底座不易扎底 ，拉架顺利。 3 支架顶梁前端带前梁及伸缩梁 ，前梁采 用 4个 ；b l 6 O m m缸径前梁千斤顶 ，支护能力强 ，伸 缩梁采用 4个 b l 6 0 m m缸径 、行程 9 0 0 m m 的伸缩 梁千斤顶 ，有效保证了支架操作的安全空间。 4 支架底座采用三段铰接式 ，既能适 应巷 道底板起伏变化 ，又易于保证底座结构强度 。 5 两支架相对侧顶梁及掩护梁带活动侧护 板 ，巷道下帮支架顶梁设计有可翻转的护顶板 ，可 实现护帮也能为行人提供安全的工作空间。 6 两架前顶 梁之间设计有调架千斤顶 ，通 过调架千斤顶防止支架在拉架过程中出现歪斜。 7 此端头支架 用于大倾角工 作面能起到很 好 的端头锚固站作用，通过防止大倾角工作面过渡 支架的倒架，来实现整个大倾角工作 面支架 的防 倒 ，确保工作面的正常运转。图 2为端头锚固防倒 断面图。 图2 端 头锚 固防倒 断面 8 行人可通过支架后部通道直接进入工作 面，不需要跨越转载机，确保了行人的安全和通道 通 畅 。 9 支架可实现左右工作面的互换。 1 0 支架操作简单 ，可采用电液控制。 3新型端头支架的工业性试验及使用效果 此端头支架在新汶矿业集团福城煤矿 1 9 0 1 S综 采大采高大倾角工作面配套巷道超前支架进行 了工 业性试验 ，端头及超前支架共支护 3 0 m，支护效果 十分理想。另外 ，此种类型的端头支架在铁煤集团 大隆、大兴煤矿大采高工作面也已经投入使用 ，巷 道支护高度达 4 ． 5 m，支架最大支护高度达 5 m，并 成功配备了电液控制系统。 工业性试验表明此端头支架结构简单 、维修 方便 、可靠性高 、稳定性好 ，适应性强 ，特别是对 高巷道及大倾角工作面等复杂地质条件下的端头支 护有 良好的支护效果 ，具有广泛的推广运用前景 。 [ 参考文献 ] [ 1 ]王国法 ，等 ．液压支架技 术 [ M]．北京 煤 炭工业 出版社 ， l 9 9 9 ． [ 2 ]张崇宏 ．兖州矿区综放面端 头及两巷超前 液压支架研 制与应 用 [ J ]．煤矿开采，2 0 1 0 3 8 0 8 1 ． [ 3 ]王国法 ．工作面端头与 回采巷 道超前液压 支架与超前 支护技 术研究 [ A]．煤炭科学研究总院北京开采研究所 ．地下开采 现代技术理论与实践新进 展 [ C]．北京 煤 炭工业 出版社 ， 2 0 0 7 ． [ 责任编辑 张银 亮] t f { 。 } _ { ‘ } _ { ‘ } _ { ‘ H ‘ H ‘ } _ { ‘ H ‘ } _ { ‘ } _ { ‘ H H ’ H H ’卜{ ’ H H H 。 H - H H 。 } _ { 。 } _ { ’ } _ { ‘ } _ { ‘ H ‘ } _ { ’ H ‘ H ‘ H ‘ H ‘ H ‘H ‘ H ‘ H ‘ } - { ‘ ‘ H ‘ } _ { ‘ H ‘ } _ { ‘ 卜{ ‘ } - { ‘ 卜{ ‘ } 喑 芏 国家煤炭应急储善方案获批 首批计划 5 M t 主 国家煤炭应急储备方案日前经国务院批准通过， 根据批准通过的方案和2 0 1 1 年国家煤炭应急储备工作会议部署， 芊2 0 1 1 年第一批国家煤炭应急储备计划为5 M t 。 摘自 中国 煤炭新闻网 h t t p ／ ／ w w w ． c w e s t c ． c o rn ／ n e w s h t m 1 ／ 2 0 1 1 3 2 3 ／ 1 9 2 7 0 4 ． s h t m 1 苇 }{ } _ { } _ { } _ { } _ { } _ { } } } } 1 { - } } _ 亏 } } _ { } } _ { } } _ { } } _ { } _ { } _ { } } _ { } _ { } _ { } } _ { } _ { } _ { } _ { } _ { } } 一 { } } _ { } } _ { } } _ 弓 } _ { 卜{ } _ { } _ { } 7 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m