端頭支架、超前支架在綜采工作面的應(yīng)用與研究

1、超前支架.端頭支架在綜采工作面的應(yīng)用研究摘要：從工作而概況、采煤方法及設(shè)備型號、液壓支架的布置、效益 分析等方面,論述了端頭液壓支架代替密集支護(hù)在發(fā)鳳凰111礦綜采t 作而的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：綜采；端頭液壓支架；液壓單體；密集；支護(hù)1綜采t作面超前支護(hù)現(xiàn)狀及局限性根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，采煤工作面所有安全出口與巷道連接處20m范圍內(nèi)，必須加強(qiáng)支護(hù)；綜合機(jī)械化采煤工 作面范圍內(nèi)的巷道高度不得低于18mo即采煤工作面兩順 槽20m范圍內(nèi)必須采取超前加強(qiáng)支護(hù)。傳統(tǒng)的采煤工作面 兩順槽超前支護(hù)主要以單體液壓支柱配合金屬錢接頂梁進(jìn) 行支護(hù)，根據(jù)巷道斷面及頂板壓力情況確定支護(hù)參數(shù)，以確 保安全出口的暢通。但是在

2、特殊地質(zhì)條件和臨面開采時(shí)，單 體液壓支柱配合較接頂梁進(jìn)行超前支護(hù)的局限性逐漸表現(xiàn) 出來，主要有以下幾個(gè)方面：(1) 支護(hù)強(qiáng)度低。對于頂板壓力較大的煤層，達(dá)不到支護(hù)強(qiáng)度，易造成工作面安全出口處頂板下沉，單體支柱鉆底 多，回撤困難，特別是工作面后部密集切頂處尤其如此。(2) 支護(hù)速度慢。由于單體液壓支柱、頂梁支設(shè)及冋撤速度難以人幅度提高，制約了工作面的推進(jìn)速度，難以實(shí)現(xiàn) 高產(chǎn)高效。(3) 勞動(dòng)強(qiáng)度大。由于支設(shè)回撤單體支柱及頂梁頻繁， 造成工作面冋采使用人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大。(4) 成本高，安全性差。因頂板壓力大或操作等原因，支 柱、頂梁、柱鞋的損壞量較大，增加成本支出。并且工序復(fù) 雜，人工操作多，造

3、成事故的概率較大。綜采工作面端頭的支護(hù)方法綜采工作面兩端頭常規(guī)的支護(hù)方法是人工采用單體液壓支柱配合木 柱帽進(jìn)行密集支護(hù)，單體支護(hù)間距耍求不得大于1 m,人工搬移支柱 次數(shù)為1次/根/循環(huán)，且綜采工作面兩端頭受頂板初次來壓和周期來 壓的影響屬應(yīng)力極不穩(wěn)定區(qū)，人工操作時(shí)不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大且存在很大 的安全隱患。針對以上問題，鳳凰山礦首次在綜采工作面采用端頭液 壓支架代替端頭密集支護(hù)的辦法進(jìn)行支護(hù)，取得了良好的效果。1 -匸作面概況2采煤方法及設(shè)備型號主要采煤配套設(shè)備見表lo設(shè)備名稱帽z2800, d z3150采煤機(jī)規(guī)格型號0.8x0.2x0.15刮板輸送機(jī)m w g200/500c d備注sg z7

4、64/400液壓支架zz40001 刀 35無鏈牽引雙滾筒轉(zhuǎn)載機(jī)szz764/160兩種類型破碎機(jī)pc m1101 m 3坑木折合40個(gè)膠帶輸送機(jī)d sp1063/1000d單體液壓支柱木柱表1米煤配套設(shè)備表3液壓支架的布置綜采工作面采用常規(guī)布置法町布置支架數(shù)為：n= (l+2s)2x0.7 -4-1.5 (1)綜采工作而采用端頭支架代替密集布置法可布置支架數(shù)為：n二(l+2s)-2x0.4 h-1.5 (2)式中：n支架數(shù)量，架；l綜采工作面采長，m；s順槽底寬，m。0.7 m為安全出口寬度；1.5 m為支架頂梁的寬度；0.4 m為端頭支架 距離保險(xiǎn)煤幫的最人距離。采長147 m,兩順槽底寬

5、均為3.6 m,由 公式可知，采用常規(guī)法可布置支架數(shù)為101架，由公式可知，采 用端頭支架代替密集法可布置支架數(shù)為102架。在運(yùn)輸機(jī)有效長度不 變、安全出口不能小于07m的前提下，為了使端頭支架與運(yùn)輸機(jī)合 理連接，在運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾底座各增加一個(gè)簸箕裝置，用于連接工 作面頭、尾兩架端頭支架。4效益分析4.1經(jīng)濟(jì)效益el=td(m)/k=25 xi 000x(12x8)/40=60 000 元，式中：e1月節(jié)約費(fèi)用，元；月生產(chǎn)天數(shù)，d(取25d)；d坑木單價(jià),1 000元/m 3 ；i日循環(huán)個(gè)數(shù)，個(gè)（取12個(gè)）；n每循環(huán)節(jié)約木柱帽個(gè)數(shù)，個(gè)（取8個(gè)）；k1 m 3坑木加工柱帽數(shù)，個(gè)（取40個(gè)）。常

6、規(guī)人工搬移液壓支柱進(jìn)行端頭支護(hù)所需時(shí)間為10 m in/端頭/循環(huán)， 機(jī)頭機(jī)尾兩個(gè)端頭共需要20 min, 口循環(huán)個(gè)數(shù)為12個(gè)。采用端頭液 壓支架進(jìn)行密集支護(hù)所需時(shí)間為3 m in/端頭/循環(huán)，機(jī)頭機(jī)尾兩個(gè)端 頭共需要6 m in,每循環(huán)節(jié)約吋間為14m in, el循環(huán)個(gè)數(shù)可達(dá)到14 個(gè)。增加經(jīng)濟(jì)效益：e2=ttard=253x25x2x200=253 萬元,式中：e2月增加經(jīng)濟(jì)效益，元；t每循環(huán)生產(chǎn)的原煤產(chǎn)量，t（取253 t）；t月生產(chǎn)天數(shù)，d（取25 d）；日增加循環(huán)個(gè)數(shù)，個(gè)（取2個(gè)）；d噸煤單價(jià)，200元/t。4.2社會效益1）增大了工作面頂板安全控制范圍，增強(qiáng)了工人端頭支護(hù)的安全保

7、 證。2）減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，按每根單體支柱1次/循環(huán)搬移計(jì)算，每 班可減少搬移單體支柱次數(shù)為48次。3）采用端頭液壓支架代替密集支護(hù)后，端頭維護(hù)工作由原來的2人 減少為1人。且增強(qiáng)了生產(chǎn)工藝過程中各工序間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，大大提 高了人工效率。5端頭支架的主要優(yōu)點(diǎn)(1) 該支架的主要特點(diǎn)是保留液壓支架穩(wěn)定性好，保證足夠支護(hù)強(qiáng)度的條件下，使結(jié)構(gòu)簡單，尺寸更緊湊，具有整體性強(qiáng)，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。(2) 立柱采用單伸縮，雙作用結(jié)構(gòu)，提高了支架 的支護(hù)強(qiáng)度。(3) 操縱閥布置在前架立柱前方的頂梁下方，改善管路系統(tǒng),便于操作、管理和維修。(4) 支架的前推和拉移采用浮動(dòng)活塞式千斤頂，操作簡單。該端頭支架為一

8、組2架，前后布置。前架前移時(shí)，落下立柱，利用操作手柄操作兩千斤頂推動(dòng)前架向前移動(dòng)至合適位置，升起立柱支護(hù)，然后，落下后架立柱，依靠兩千斤頂拉移后架至合適位置，升起立柱，操作完成。(5) 采用片式組合操縱閥，閥的排列順序有利于擦頂移架操作，改善了對破碎頂板的控制。(6) 支架的設(shè)計(jì)考慮到了支架的受力狀況，尤其改善了底座的底板比壓均勻分布情況。(7) 該支架所設(shè)計(jì)和采用的液壓元件結(jié)構(gòu)合理、工藝簡單、性能可靠、便于維修。(8) 支架與輸送機(jī)的配套合理，2部輸送機(jī)機(jī)頭部分全部在端頭支架的掩護(hù)下，人員操作比較安全。(9) 應(yīng)用端頭支架，可以減少勞動(dòng)量，提高工作面的推進(jìn)速度。6其他問題工作而兩端頭支護(hù)采用端頭支架支護(hù)后，端頭支架與兩側(cè)保險(xiǎn)煤幫的 間隙最大僅為400 mm,這樣對工作面的整體勞動(dòng)組織協(xié)調(diào)就有了很 高的要求，必