综采工作面回撤掩护支架自移与磨架装置的研究与应用于文博

综采工作面回撤掩护支架自移与磨架装置的研究与应用于文博

于文博

河南大有能源股份有限公司跃进煤矿河南三门峡472300

摘要：工作面回撤工作是项繁杂的系统工程，跃进煤矿根据工作面埋深大，矿压显现明显，顶板破碎，底板松软的难点，充分利用原支架液压系统推移装置，改进了撤面工艺，成功研制了掩护支架自移装置，其性能先进、结构新颖、工作可靠，故障率低，安全性好。为综采工作面安全迅速回撤提供了可借鉴的经验。

关键词：综采工作面；回撤；自移装置

【引言】

义煤集团跃进煤矿矿井是一座年产120万吨的现代化矿井，采煤层为中下侏罗统义马组2-1煤煤层，煤层走向105°～130°，倾向195°～220°，倾角10°～13°；平均12°。煤层厚度为3.4～11.2m，平均煤厚6.7m，纯煤厚为5.7m，煤层含夹矸1～4层，单层厚0.1～1.3m，夹矸岩性一般为碳质或砂质泥岩，结构简单至中等。可采指数为1，煤厚变异系数33.7%。综合结构为1.3（0.4）3.3（0.3）0.9（0.3）0.2。23092工作面是跃进煤矿的综采工作面，采用成熟技术成果，装备了先进的设备，以提高支架可靠性为主，兼顾技术先进性，选用MG300/730-WD型双滚筒采煤机，SGZ800/800端卸式刮板输送机，ZF7000/18/28型放顶煤支架。

一、问题的提出

工作面回撤工作是多方合作任务繁杂的系统工程，任何一个环节出现问题，都将影响和制约整个工程的进度，其回撤顺序为先撤出刮板输送机机尾，接着拆采煤机，依次拆除输送机的中间槽和机头，最后自下而上回撤液压支架。由于工作面采深大，矿压显现明显，顶板破碎，底板松软，支架回撤成为难点。采用液压支架掩护法回撤支架，即将工作面三个ZF7000/18/28型中间架由其垂直煤壁调整为平行煤壁方向作为掩护支架进行顶板控制，以往掩护支架拉移均采用绞车配合钢丝绳牵引，虽然拉移力能达到要求，但操作繁琐，每撤出一个支架都要用绞车拉移三次，摘挂钩头重复作业，工作效率低，拉移速度慢。另一方面工作面抽架、调向、提运支架、拉移掩护架均使用同一台绞车，提运支架与拉移掩护架不能平行作业，造成撤面速度降低。第三是在拉移过程中因底板不平或浮矸（煤）多，造成阻力大，导致频繁断绳，给安全埋下隐患。第四是支架抽出后空顶时间较长，不能有效的及时支护，严重影响安全回撤。

二、自移装置的设计及应用

自移装置是在原液压支架的基础上进行开发，充分利用了原支架的推移装置并进行改进，实现自移。支架为ZF7000/18/28型支撑掩护式，采用四连杆机构，为整体双前连杆、单后连杆，承受顶板的水平分力和侧向力，使立柱不受侧向力。顶梁采用顶梁加铰接前梁、伸缩梁带护帮板结构，并配单侧活动侧护板，底座采用开底式，配备抬底机构，有效地防止底座前端扎底，提高拉架速度。支架采用本架控制、大流量供液系统，使支架具有工作阻力高，支护强度大，切顶能力强的特点。

2.1推移机构包括：推移杆、连接头、推移千斤顶和销轴等组成，主要作用是前推推移梁和拉移掩护支架。推移杆采用倒拉式两段铰接长推杆结构，由前、后推杆铰接而成，为等断面的箱型钢板焊接结构，推移杆的一端通过连接头、推移座与推移梁相连，另一端通过千斤顶与支架底座相连，前、后推杆设有导向条，为推移千斤顶导向。适应性强，易于拆装。推移千斤顶技术参数为：缸径160mm，杆径105mm，行程900mm，推力/拉力：360/631KN。采用倒装式，增大移架力。为解决支架拉移时，推移梁后退现象在掩护支架在推移千斤顶上安装液控单向锁。

2.2推移梁为σs=55Kg/mm2级矿用合金结构钢板材，在梁上布置一排Φ60mm的销孔，间距100mm，便于与推移座联接。为防止支架底部阻力过大，在推移梁上方布置5个柱窝，便于在梁上打设生根支柱。在推移梁合适位置开口链环布置5个，以便与其他固定点联接，防止在拉移支架时推移梁后移。

2.3液压系统：采用本架控制，400L/min大流量操纵系统，由乳化液泵站、Φ32mm主进液管、Φ50mm主回液管、各种液压元件、立柱及各种用途千斤顶组成。采用快速接头和U形卡及O形密封圈连接，拆装方便，性能可靠。在主进、回液三通到操纵阀之间，装有平面截止阀，过滤器，回油断路阀，截止阀，可以不停泵维修胶管及液压元件，过滤器能过滤主进液管来的高压液，防止脏物杂质进入架内管路系统。

2.4自移装置材质、加工工艺：结构件（包括推移梁、连接头、推移座、推杆等）全部采用σs=55Ｋg/mm2级矿用合金结构钢板材。液压缸及活塞杆采用27SiMn管材，销轴均采用30CrMnTi棒材，主要装配孔要求部件组焊后整体镗孔。高强板焊接采用焊前预热，焊后进行应力消除等措施。

2.5拉移靠采空区侧掩护架，收回侧护板，降采空区侧掩护架，使支架顶梁与顶板分离，然后同时操作抬底千斤顶和拉架千斤顶向前拉移支架到位，升架达到初撑力，操作阀组使前梁接顶，伸出伸缩梁，控制好顶板。

2.6推移推移梁在抽出一个支架后，在拉移掩护架前首先给三个掩护支架推移千斤顶供液，使三个千斤顶向前推移推移梁到位，然后将操纵阀打到“0”位，推移步距750mm。

2.7顺序拉移中间掩护架和靠煤壁侧的掩护架，支护到位。

2.8按此操作顺序再推移750mm，完成一个循环。每抽出一个支架（支架宽1500mm），自移装置前移两次，完成两次移架。

三、主要技术特点

第一，改进撤面工艺，充分利用原支架液压系统推移装置，操作简便，拉移速度快，每拉移一个循环仅用时3分钟；

第二，工作效率高，工作面外移支架可与掩护支架拉移平行作业；

第三、安全性好，支架抽出后可以迅速护顶；

第四、利用液控单向锁控制推移千斤顶，闭锁推移腔，防止回液，确保移架行程；

第五、利用推移梁作为固定导向，防止出现咬架，基本不需要调架。

第六、使用推移千斤顶拉架力大（631kN），是绞车拉架力的2.1倍。

结束语

掩护支架自移装置充分利用原支架液压系统推移装置，改进了撤面工艺，性能先进、结构新颖、工作可靠，故障率低，安全性好。经测能够实现支架的快速拉移。

参考文献：

[1]胡永立，谢军峰.液压支架快速拆除E型推移与磨架装置设计与应用[J].煤炭工程，2016，48（09）：149-151.

[2]党铁果.E型推移与磨架装置在煤矿液压支架拆除中的应用研究[J].中州煤炭，2016（04）：103-105.

[3]赵岩，符如康，崔文祥，柏岩.综采工作面回撤掩护支架自移与磨架装置的研究与应用[J].中州煤炭，2015（11）：100-102.