摘要:东欢坨矿业公司在大倾角工作面采用了自主研究的轻窄型液压支架,介绍了支架及工
作面设备的防倒、防滑措施。
关键词:大倾角工作面 轻窄型液压支架 防倒防滑
1 概况
1.1 工作面位置和范围
东欢坨矿业分公司2118工作面为北一采区11煤层首采工作面,该工作面位于-500水平北一采区上山北侧,-500水平北二大巷东侧,采面北侧为f3断层煤柱,工作面走向长429m,倾斜
长89.8m,煤层厚度平均1.4m,煤层倾角平均25°。
1.2 轻窄型液压支架基本技术参数
2118工作面采用了自主研究的zy2800-10/23轻窄型掩护式支架。支架的基本技术参数:支架高度:1000~2300 mm;支架宽度:1190~1330 mm;支架初撑力:2180~1784kn;支架工作阻力: 2800 ~ 2288kn;支架中心距: 1250mm;支架支护强度:0.62~0.54 mpa;对底板比压:0.6~0.54 mpa;支架重量:7587 kg。
2 大倾角工作面液压支架的倾倒、下滑机理当工作面倾角增大时,液压支架的重心位置线,或者顶板压力和支架重力合力作用线将偏离支架底座,支架在合力力矩的作用下,将以轴线旋转,使支架向下倾倒。由几何关系和力矩平衡条件可以得出不倾倒的条件是q r≤gx,进而可
以推导出支架不倾倒所适应的煤层倾角为:tgα=qb/(q×h+g×h1)α=arctg{qb/(q×h+q×h1)}式中:q为顶板压力;b为支架底座宽度;h为支架使用高度; a为煤层倾角;h1为支架重心高度。从以上公式可以看出,使支架适应大倾角不下滑的条件是:①支架底座加宽;②支架重心高度降低;③支架使用高度降低;④顶板对支架压力应增大;⑤支架初撑力要大。
3 2118大倾角工作面的支架防倒、防滑措施
当工作面倾角大于18°,必须考虑液压支架的防滑、防倒问题。当倾角大于25°时,除了在排
头支架采用防滑、防倒装置以外,还要根据倾角的大小、支架形式等因素,在液压支架上也要安设防滑防倒装置。
3.1 轻窄型液压支架的防滑装置
(1)排头支架的防滑装置:①底座前部防滑,用移步横梁将排头支架组成整体,相领两架间设
双作用防滑千斤顶,支架与输送机直接用推移装置连接,互相锚固;②底座后部防滑,采用后部千斤顶加锚链的软连接装置与上部支架连接,达到牵拉防滑。支架移架时,牵拉装置暂时放松,到位后,先拉紧调正支架,再升架支撑顶板;③排头支架下侧护板打防滑柱,排头支架为躲开输送机机头,支护滞后,为加强端头处的顶板支护,可在梁前加打临时支柱,增加支架的防滑能力。
(2)中部支架的防滑装置:①底座前部防滑,相邻两支架的底座前部,可按隔一设一或隔数设
一的方式,加设双作用防滑千斤顶;②底座后部防滑,相邻两支架的底座后部,设置由千斤顶控制的侧推装置,下方支架对上方支架起稳固作用;③导向调架装置防滑,相邻两支架的底座间设置由弹簧套筒和千斤顶控制的导向调架装置,用以防滑。
(3)排尾支架的防滑,可采取中部支架防滑装置,必要时采用排头支架防滑装置。加长顶梁,且在梁下打柱,既利于支护顶板,又利于支架防滑。
3.2 轻窄型液压支架的防倒装置与措施
(1)排头支架的防倒:①硬连接防倒装置,在相邻两支架的顶梁上设置双作用防倒千斤顶,其
可推可拉调节性能好;②软连接防倒装置,在相邻两支架间,设置由千斤顶锚链连接斜拉防倒装置,即一端连上方支架的底座,另一端连下方支架的顶梁。
(2)中部支架的防倒装置:隔架在两支架间的顶梁上设置双作用防倒千斤顶,隔架数目依实
际情况而定,倾角越大,隔架越少。
(3)排尾支架的防倒,可采用排头支架相应的防倒装置。液压支架的防倒、防滑措施多种多样,在实际矿井生产中,必须根据煤层顶、底板等地质条件而定,加强端头处的顶板支护,严防发生顶板事故,以防支架倾倒。
4 2118工作面的设备防倒防滑措施
(1)输送机的推移要从工作面下端开始,在推移时,不能同时松开机头和机尾的锚固装置,移完后应立即锚固,并且要在机头(尾)与支架底座用单体液压支柱加强锚固。
(2)紧刮板输送机链条时,应尽量在机尾,这时机尾应打压柱。
(3)移架时,采取了以下措施:①调整工作面的伪斜角度,将机头超前机尾距离控制在17~18m范围。②由于支架前梁易下甩,因此随时调整支架架向。移架过程中严格坚持“一步三调”:
即在移架过程中随时调整支架平衡千斤顶,保证支架顶梁与顶板平面接触;及时调整支架前后侧护板,保证支架不歪倒、不咬架、不挤架;及时调整支架与输送机角度,防止因输送机下滑而导致支架下滑。③打逼架板,在工作面下端头,为防止支架下滑和倾倒,紧贴第一组支架下侧侧护板用一块0.14×0.16×3.0m方子木配合dz系列单体液压支柱逼牢第一组支架。④端头支架移架顺序及方法,移下端头支架时,先移第二组支架,再移第一组支架,防止支架下滑倾倒。为防止支架尾部下甩,移下端头第一组支架时,在该支架下侧打好一棵戗柱。⑤视工作面机头状况,采取合理的移溜顺序。
(4)无论采煤机上行还是下行割煤,一般均采用上行顺序移架。只有当支架下窜严重时,才准下行顺序移架。
(5)支架防倒大板必须紧靠端头支架下侧护板,大板下不少于一梁三柱,柱子迎山有劲,柱头
与板梁拴牢,大板随工作面推进前窜或向前加补。
(6)支架下降拉移支架时,降架高度不得低于相邻下方支架侧护板,防止拉移支架时发生倒
架,移架过程中随时调整支架架向。工作面倾角达到30°以上时,在必要情况下架间增设防倒千斤顶或斜拉装置。
(7)架向不正或有向上、向下倾倒趋势时,要通过支架侧护板来实现支架方向的调整,或采用单体液压支柱进行调架,调架时必须采用远距离供液。
(8)必须保证工作面机头或机尾有合适的超前量,保证机组液压闸的完好,开班先牵引机组向上割煤3~5m,然后停机,观察机组是否有下滑现象,如有问题,必须及时处理好,否则不准正式割煤。
5 结语
大倾角薄煤层轻窄型液压支架是一种在传统综采支架基础上开发的新型架型,其特点是重量轻、搬运方便、投资少、效益高,便于操作、适应性强。东欢坨矿业分公司在2118工作面采用轻窄型掩护支架是成功的,解决了大倾角工作面设备的防倒、防滑问题,为大倾角薄煤层高产高效、安全开采提供了技术保证。
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