1、整体组合顶梁悬移液压支架放顶煤工艺在边角煤柱回收中的实践与应用摘要：通过对其经济指标、支架性能分析，总结支架的适用条件及使用过程中存在的问题，并提出解决办法。 关键词：整体组合顶梁悬移液压支架 边角煤柱 支护 0 引言 望云煤矿分公司现采 3#煤层。受庄头大断层（落差 6084 m）影响，井田内次生断层多，布置正规综采工作面难度大，直接造成大量的边角煤柱滞留回收问题。以前，采用 XDY-1T 型分体顶梁悬移支架进行边角煤回收，工人劳动强度大，工作面产量低，材料消耗大，安全生产条件差。 1 工作面概况 该工作面煤层厚 4.4m，倾角 36，硬度 f=1.52，局部夹矸石，厚 0.10m 左右，节
2、理、裂隙发育，单轴抗压强度 13.7MPa，单轴抗拉强度 0.84MPa，属中等硬度煤层。煤层结构简单，赋存较稳定。工作面伪顶为炭质泥岩，厚 0.2m 左右，极易冒落，直接顶为中砂岩，局部含粉砂岩，可以随采随冒，老顶为中粒长石石英砂岩，质地坚硬，钙、硅质胶结，一般不易冒落，煤层底板为黑色泥岩或粉砂质泥岩，顶、底板硬度。顶煤冒放性为三类，适合于放顶煤开采。 1.1 工作面布置 工作面走向 230m，倾斜 75m，倾角平均 5采用“U”型方式布置，运输巷及回风巷均为单巷。全工作面 75 架支架，配备 SGB620/40T型刮板机 1 部。 1.2 支护设计 根据矿压理论，工作面支架承受的最大压力为
3、 48 倍采高顶板岩石的重量，现取 8 倍采高的顶板岩石重量计算： P=khL 控bg =82.23.61.02.59.8=1552 KN 式中： P工作面上覆岩石所需支撑阻力； 上覆岩层平均容重，取 2.5； h工作面采高，2.2m； L工作面最大控顶距，取 3.6m； b支架宽度，0.96m； g重力换算单位，取 9.8； k上覆岩层厚度和采高之比，一般为 48，取 8。 所选用的 ZH1600/16/24ZL 型支撑式液压支架，额定工作阻力1600 kN，经验算比较，所选支架支护强度符合要求。 ZH1600/16/24ZL 型整体顶梁组合悬移液压支架参数如下表 1。 2 与 XDY-1T
4、 型分体顶梁悬移支架放顶煤工作面对比 2.1 XDY-1T 型分体顶梁悬移支架存在问题 2.1.1 移架、支柱时，工人劳动强度大，危险系数高。 2.1.2 支架横向稳定性较差，老空顶煤回收率超过 70%。顶板来压时，老空方向推力容易推跨工作面支架而发生安全事故。 2.1.3 全工作面铺顶网，金属网消耗量大，吨煤生产成本增加4 元，后工作面顶煤回收率也受到一定影响。 2.1.4 工作面支架支柱支护工作阻力较低（18MPa） ，顶板来压均需支设大量戴帽中柱，坑木及单体柱消耗量均较大。 2.2 ZH1600/16/24ZL 型整体支架优点 2.2.1 移架操作时，工人只需操纵集控阀组将前后 4 柱同
5、时提起前移，动作简化，速度快，工人劳动强度降低，回采工效有效提高。 2.2.2 支架稳定好，不倒架。工作面所有支架通过托梁系统连为一体，使得支架稳定性及安全性大大提高，工作面不会出现倒架、扭架现象。即使支架上方出现局部空顶现象（宽度3m，高度1m）或未支撑好，相邻支架将抬着该支架并帮其支护顶板。 2.2.3 护顶面积大，放顶煤不用铺网。该支架顶梁采用整体箱式结构，宽 0.96m，长 2.6/3.0m，护顶面积可达到 95%以上，对顶板实现了全封闭管理。破碎顶板工作面不会出现漏顶现象，也不会出现分体式支架的网兜现象。 2.2.4 对松软底板工作面适应性较强。该支架在坚硬底板工作面使用时，可不用底
6、盘；在中软底板工作面使用时，支架可两前柱共用一个底盘，两后柱共用一个底盘；若工作面底板非常软时，支架前后 4柱可共用一个底盘，底盘面积可达 1.2m2 以上，可有效解决工作面支柱严重穿底现象。 3 存在问题及解决办法 由于整体顶梁悬移支架护顶面积大，基本取消了铺设金属顶网工序，客观上有利于提高后工作面顶煤的回收率，但支架后侧流矸可能会大量涌入工作面发生伤人安全事故。 3.1 解决办法 3.1.1 根据煤层倾角合理布置工作面，尽量采用仰采方式。一方面，可以防止放顶煤和移架过程中支架上方矸石大量涌入工作面，同时也可防止采空区侧冒落的顶板矸石冲击支架后柱。 3.1.2 禁止正对放煤口捅煤，大块煤可临
7、时提起 1 棵后柱，严禁将支架两后柱同时升起，防止大块煤矸涌出伤人。必要时，采用防串矸设施进行临时遮挡，流入采场的大块矸石要尽量堆放采空区侧。 3.1.3 移架应选择采用邻架操控方式，所移支架前后 5m 内严禁无关人员驻留。 另外，由于该支架为整体顶梁悬移支架，工作面所有支架均被托梁套联接成一整体。虽支架横向稳定性得到加强，但支架组合梁上下、水平弯曲的活动空间也因此受限。工作面内局部坡度较大、顶板出现较大高低错差或者遭遇地质构造时，就容易造成局部地段空顶接顶不实现象，或发生支架上串、挤架、损坏托梁问题。为此采取： 3.1.4 加强工作面“四直、一平、二畅通”管理力度，即：煤壁直、煤溜直、支架直
8、、托梁直、支架平、工作面上下出口保持畅通。 3.1.5 工作面回采过程中，若遇地质构造或顶板不平时，在开帮煤后应及时在支架顶梁上方铺垫小方木接顶处理，保证支架接顶严密；顶板破碎，片帮严重时，须在支架上方铺设金属顶网。 3.1.6 回采过程中遭遇地质构造时，应尽量使工作面保持大致同一坡度，必要时可在局部地段留底煤或破底板推进。 3.1.7 布置仰斜回采工作面时，工作面两顺槽巷道与切眼巷道布置应根据煤层倾角选择合理伪斜角，以避免工作面支架和刮板输送机的上串下滑。 ZH1600/16/24ZL 型支架具有良好适应性，经过近 4 个月的生产实践，工人能够熟练操作支架，取得了良好的经济效益。相对于综采支架，它是一种投资小、安装、回撤灵活的支护方式，特别符合矿井边角煤块段短壁工作面回采技术要求。
