中位放顶煤综采面端头液压支架的应用.pdf

2 0 1 3年第 7 期 中州煤炭 总第 2 1 1 期 中位放顶煤综采面端头液压支架的应用 王 博 ， 武 松涛 河 南省新郑煤 电有 限责任公 司 ， 河 南 新郑4 5 1 1 8 4 摘要 针对综采工作面端头支护 困难 的现状 ， 分析 了新郑煤 电公 司 1 1 2 0 1 、 1 2 2 0 2各综采工作 面采用不 同端头 支护 方式存 在 的 问题 ， 在 此 基 础 上 对 1 2 2 0 4工 作 面 端 头 支 护 方 式进 行 了升 级 改 造。 实践 表 明， 应 用 z F T 2 1 o 0 O ／ l 8 ／ 3 5型端 头支架支护效果 良好。 关键词 中位放顶煤 ； 端头支架 ； 顶板 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 6 文献标志码 B 文章编 号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 3 0 7 0 0 8 5 0 3 新郑煤电公司井 田位于河南省新密煤 田东部 。 矿井设计生产能力为 3 ． 0 Mt ／ a ， 采用立井单水平上 、 下 山开 拓 ， 采 用 中央分 列式 通风 系统 ， 主 、 副井 进 风 ， 风井 回风 ， 矿 井 瓦斯相 对涌 出量 为 4 ． 4 3 6 m ／ t ， 绝 对 瓦斯 涌 出量 为 3 0 ． 8 0 6 m ／ m i n ， 属 低 瓦 斯 矿井 ， 煤 尘 具有爆炸危险性 ， 煤层不易 自燃。工作面沿煤层走 向布置 ， 采用走 向长壁后退式 、 综采放顶煤机械化开 采方 式 ， 全部 垮落 法控 制顶 板 。 1 综采工作面端 头支 护现 状 在综采工作面回采过程中， 因该地 区属于典 型 三软煤层区域 ， 煤层顶底板岩体强度较低 ， 巷道受到 采动压力影响后 ， 顶板变得更易破碎 ， 移 近量加剧 ， 在矿压和地下水 的作用下 ， 很有可能造成底鼓或 出 现 支架 额定 工作 阻 力 不 能 充分 发 挥 的现 象 ， 导 致 顶 底 板控 制 困难 。 综采工作面端头位于工作面上 、 下出口处 ， 处于 工作面支承压力的增 压区 ， 应力的叠加使得端头支 护 困难 重重 ； 端 头处 机 电设 备 较 多 、 人 员 出入频 繁 ， 是工 作 面设 备配件 、 支 护材 料 等运输 的必 经之 处 ， 也 使得端头支护相 当困难。 目前 ， 综采工作面端头支 护采用较多的方式有 2种 ①单体 柱支护 。利 用单 体液 压支 柱配 合 Ⅱ 型钢 梁 等进 行 支护 ， 随着 工 作 面 的推进 ， 单体柱和顶梁 由人工拆卸 ， 并重新 向工作面 前方 打设 ， 从 而 不 断 地 形 成 对 工 作 面 端 头 的 支 护 。 ②端头支架支护。利用整体支护设备 如滑移 顶梁 端头支架 、 整体顶梁端头液压支架 、 端头步移液压支 收稿 日期 2 0 1 3 0 51 7 作者 简介 王博 1 9 8 7 一 ， 男， 河南新郑 人 ， 助 理工程师 ， 2 0 1 1年 毕业 于河南理 工大学， 现从事生产技术管理工作 。 架等 随着工作面 的推进 与工作 面液压支架 、 前 部 运输机 、 转载机交替拉移向前 ， 从而不断地对工作面 端 头进 行支 护 。 2 综 采面不 同端 头支护分析 新郑煤 电公司各综采工作面 自回采以来 ， 分别 采用 了坑木替棚配合单体柱 Ⅱ 型钢梁支护 、 端头 步 移支架 支 护多种 端 头支护 方式 。 2 ． 1单体 柱 Ⅱ 型钢 梁 1 支 护 方 式 。在 1 2 2 0 2工 作 面 上 、 下 端 头 采 用单体柱配合 Ⅱ型钢梁对棚支护 ， 分别在机尾 头 端 头 架上 下 侧 和上 下 帮架 设 ， 工作 面 回风巷 抬 棚 打在 巷道 上 、 下 帮距 梁 口 0 ． 5～0 ． 7 m 之 间 ， 运 输 巷 抬 棚分别 打 在转 载 机 两侧 ， 以 不 影 响拉 移 转 载 机 为宜 ， Ⅱ 型钢 梁成对 支 设 ， 共 设 4对 8根 Ⅱ 型 钢 梁 ， 每根钢梁下方采用单体柱支撑 ， 支柱迎山有力。超 前支护 由煤壁外替棚 ， 棚距与原棚距相同， 替棚超前 煤壁 5～1 0 m， 随着工作面的推进 ， 单体柱配合 n型 钢梁交替迈步前移 ， 替棚段外不打抬棚 ， 但要加强支 架 和帮 顶 的维护 。 图 1 单体 柱配合 Ⅱ型钢梁端头 支护 示意 2 支护特点 。①该支护方 式没有整体性 ， 不 8 5 2 0 1 3年第 7期 王博 ， 等 中位放 顶煤 综采 面端 头液 压支 架 的应用 总第 2 1 1 期 后用 小 油缸 连接 。 c 图 3端头支架结构示意 该 端 头支 架 为 2架 1 组 ， 2架对 称 布 置 ， 与 工作 面及过渡支架配套使用 。后部采用四连杆机构 ， 高 度变化小 ， 它与转载机的关系是中置式的， 即转载机 上接 第 4 5 页 消散 的 张 裂 隙 发 育 处 。 即 ① 在 地应力积聚的渑池背斜轴部 ； ②较大断层的上盘； ③ 靠近断层的转折或转弯、 分叉处 ； ④断层 的交汇 、 尖 灭处或对顶尖灭处 ， ⑤张裂隙发育带。 2 在 空 间上 ， 矿 井 突水 点 分 布 明显 的水 平 段 ① 5 0 0 m 水平 附近 4个 突水 点 ， 占总 突水 点 的 2 1 ％ ； ② 4 0 0～4 5 0 m 水平段有 8个 突水点 ， 占 总突水点的 4 2 ％ ； ③ 2 8 0～3 5 0 m水平段有 7个 突水点 ， 占总突水点的 3 7 ％。表明区内岩石裂 隙发 育具有一定的分带性 ， 并主要发育在 4 0 0～ 4 5 0 m和 2 8 0～3 5 0 m 二个 区段间 ， 2次较大 突水 2 9 1 ． 3 ， 4 0 0 m水 平 也处 在 这两个 水 平段 间 。 从 时 间上宏 观 地 看 ， 底 板 突 水 发 生 1 4次 ， 表 明 底板 含水 层水 是 矿井 充水 主要水 源 。突水原 因大 部 分是断裂构造沟通底板含水层所致 ， 最大突水量曾 达 到 2 8 5 0 m ／ h ， 且 均 发 生 在 1 9 8 7年 以 前 ， 而 在 这 之后 ， 由于矿井在深部进行 了三维地震勘察 ， 查明了 区内小构造的分布情况 ， 并且在生产采掘 中针对构 造采取超前探水 、 放水等防治水措施 ， 矿井突水事件 得到 了有 效 防治 。 5 结语 观音堂煤矿有百多年开采史 ， 区内井巷开拓 回 在 2架 中 间及 底 座前 均 设 置 千 斤 顶 ， 与 转 载 机 的推 移座连接 ， 靠它来推转载机、 拉端头支架 ， 保持与工 作面支架、 过渡支架 同步前进。两架之间顶梁由防 倒千斤顶连接 ， 起调节架间距的作 用。控制系统均 采用国产定型阀， 其 中， 操作 阀有大流量操纵 阀片 ， 用来操纵立柱及推移缸 ， 操作简单 ， 维修方便。 5 结语 Z F T 2 1 0 0 0 ／ 1 8 ／ 3 5型 端 头 液 压 支 架 在 1 2 2 0 4工 作面安装使用后 ， 大大改善了工作面端头支护现状 ， 能够有效地控制工作 面端头处的顶板 ， 且 能够实现 与转载机 、 前部输送机的配合 ， 消除了端头支护对转 载机机尾等设备的影 响， 改变 了以往工作面端头支 护方式 ， 简化了端头支护的作业工序 ， 缩短了支护时 间 ， 大大提高了劳动效率 。同时 ， 改善了工作面端头 的作业环境 ， 降低了工人 的劳动强度 ， 实现了综采工 作 面端头 支护 的机 械 化 操 作 ， 提 高 了工作 面 的安 全 系数和生产效率， 获得 了良好 的技术效果 和经济效 益。 责任编辑 秦爱新 采系统完善 ， 矿井水文地质条件及充水状况 已基本 得以揭露 ， 此外 ， 邻近的深部石壕煤矿开采过程中对 地下水抽排也对该矿井充水的含水层起到疏水降压 作用。后期矿井 正常涌水量不会 大于 1 9 8 8 --1 9 9 1 年期 间基 本保 持 的 3 0 0 m ／ h ， 预测 后 期 矿 井正 常 涌 水量在 1 1 0～ 2 5 0 m ／ h之间 ， 最大涌水量与大气降 水有密切关系。矿井突水是矿井 的瞬间涌水 ， 其产 生机理一般是多种水文地质 因素共 同作用 ， 具体的 突水量及地点变化大 ， 现阶段暂 时无 法准确预测 。 对矿井突水应该是 以防为主， 生产开采 中采取综合 措 施应 对 突水事 件 。 水害仍然是今后该矿 面临的最大安全隐患， 针 对 此提 出以下建 议 ① 严 格 执 行 煤矿 防治 水 的有 关 规定 ； ②利用瞬变电磁等物探方法查 明富水异常区， 对查 明的导水断层应 留设防水煤柱 ； ③加强对地质 构 造和 水文 地质 的研 究 。针对 不 同地质状 况 的不 同 地段制订防水措施 ， 特别是 揭露贯穿断层时必须制 订防治水措施且严格执行。同时根据生产揭露地质 情况 ， 开展水文地质预报工作。 责任编 辑 刘欢 欢 8 7