端头支架、超前支架在综采工作面的应用与研究.docx

超前支架.端头支架在综采工作面的应用研究摘要：从工作而概况、采煤方法及设备型号、液压支架的布置、效益 分析等方面,论述了端头液压支架代替密集支护在发凤凰111矿综采T 作而的应用关键词：综采；端头液压支架；液压单体；密集；支护1综采T作面超前支护现状及局限性根据《煤矿安全规程》规定，采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20m范围内，必须加强支护；综合机械化采煤工 作面范围内的巷道高度不得低于1・8mo即采煤工作面两顺 槽20m范围内必须采取超前加强支护传统的采煤工作面 两顺槽超前支护主要以单体液压支柱配合金属钱接顶梁进 行支护，根据巷道断面及顶板压力情况确定支护参数，以确 保安全出口的畅通但是在特殊地质条件和临面开采时，单 体液压支柱配合较接顶梁进行超前支护的局限性逐渐表现 出来，主要有以下几个方面：(1) 支护强度低对于顶板压力较大的煤层，达不到支护强度，易造成工作面安全出口处顶板下沉，单体支柱钻底 多，回撤困难，特别是工作面后部密集切顶处尤其如此2) 支护速度慢由于单体液压支柱、顶梁支设及冋撤速度难以人幅度提高，制约了工作面的推进速度，难以实现 高产高效3) 劳动强度大由于支设回撤单体支柱及顶梁频繁， 造成工作面冋采使用人员多，劳动强度大。

4) 成本高，安全性差因顶板压力大或操作等原因，支 柱、顶梁、柱鞋的损坏量较大，增加成本支出并且工序复 杂，人工操作多，造成事故的概率较大综采工作面端头的支护方法综采工作面两端头常规的支护方法是人工采用单体液压支柱配合木 柱帽进行密集支护，单体支护间距耍求不得大于1 m,人工搬移支柱 次数为1次/根/循环，且综采工作面两端头受顶板初次来压和周期来 压的影响属应力极不稳定区，人工操作时不仅劳动强度大且存在很大 的安全隐患针对以上问题，凤凰山矿首次在综采工作面采用端头液 压支架代替端头密集支护的办法进行支护，取得了良好的效果1 -匸作面概况2采煤方法及设备型号主要采煤配套设备见表lo设备名称帽Z—2800, D Z—3150采煤机规格型号0.8x0.2x0.15刮板输送机M W G—200/500C D备注SG Z—764/400液压支架ZZ—4000 1 刀 35无链牵引双滚筒转载机SZZ—764/160两种类型破碎机PC M—1101 m 3坑木折合40个胶带输送机D SP—1063/1000D单体液压支柱木柱表1米煤配套设备表3液压支架的布置综采工作面采用常规布置法町布置支架数为：N= [(L+2S)・2X0.7] -4-1.5 (1)综采工作而采用端头支架代替密集布置法可布置支架数为：N二[(L+2S)-2X0.4] H-1.5 (2)式中：N 支架数量，架；L 综采工作面采长，m；S 顺槽底宽，m。

0.7 m为安全出口宽度；1.5 m为支架顶梁的宽度；0.4 m为端头支架 距离保险煤帮的最人距离采长147 m,两顺槽底宽均为3.6 m,由 公式⑴可知，采用常规法可布置支架数为101架，由公式⑵可知，采 用端头支架代替密集法可布置支架数为102架在运输机有效长度不 变、安全出口不能小于0・7m的前提下，为了使端头支架与运输机合 理连接，在运输机机头、机尾底座各增加一个簸箕装置，用于连接工 作面头、尾两架端头支架4效益分析4.1经济效益El=td(m)/k=25 XI 000X(12X8)/40=60 000 元，式中：E1 月节约费用，元；月生产天数，d(取25d)；d 坑木单价,1 000元/m 3 ；I 日循环个数，个（取12个）；n 每循环节约木柱帽个数，个（取8个）；k 1 m 3坑木加工柱帽数，个（取40个）常规人工搬移液压支柱进行端头支护所需时间为10 m in/端头/循环， 机头机尾两个端头共需要20 min, 口循环个数为12个采用端头液 压支架进行密集支护所需时间为3 m in/端头/循环，机头机尾两个端 头共需要6 m in,每循环节约吋间为14m in, El循环个数可达到14 个。

增加经济效益：E2=TtArd=253X25X2X200=253 万元,式中：E2 月增加经济效益，元；T 每循环生产的原煤产量，t（取253 t）；t 月生产天数，d（取25 d）；△ 日增加循环个数，个（取2个）；d 吨煤单价，200元/t4.2社会效益1） 增大了工作面顶板安全控制范围，增强了工人端头支护的安全保 证2） 减轻了工人的劳动强度，按每根单体支柱1次/循环搬移计算，每 班可减少搬移单体支柱次数为48次3） 采用端头液压支架代替密集支护后，端头维护工作由原来的2人 减少为1人且增强了生产工艺过程中各工序间的协调统一，大大提 高了人工效率5端头支架的主要优点(1) 该支架的主要特点是保留液压支架稳定性好，保证足够支护强度的条件下，使结构简单，尺寸更紧凑，具有整体性强，安全可靠等优点2) 立柱采用单伸缩，双作用结构，提高了支架 的支护强度3) 操纵阀布置在前架立柱前方的顶梁下方，改善管路系统,便于操作、管理和维修4) 支架的前推和拉移采用浮动活塞式千斤顶，操作简单该端头支架为一组2架，前后布置前架前移时，落下立柱，利用操作手柄操作两千斤顶推动前架向前移动至合适位置，升起立柱支护，然后，落下后架立柱，依靠两千斤顶拉移后架至合适位置，升起立柱，操作完成。

5) 采用片式组合操纵阀，阀的排列顺序有利于擦顶移架操作，改善了对破碎顶板的控制6) 支架的设计考虑到了支架的受力状况，尤其改善了底座的底板比压均匀分布情况7) 该支架所设计和采用的液压元件结构合理、工艺简单、性能可靠、便于维修8) 支架与输送机的配套合理，2部输送机机头部分全部在端头支架的掩护下，人员操作比较安全9) 应用端头支架，可以减少劳动量，提高工作面的推进速度6其他问题工作而两端头支护采用端头支架支护后，端头支架与两侧保险煤帮的 间隙最大仅为400 mm,这样对工作面的整体劳动组织协调就有了很 高的要求，必须使采煤机的截割深度，运输机、转载机的推移距离， 支架的前移步距保持一致，否则，就有可能造成运输机窜头窜尾、安 全出口宽度不够、端头支架紧贴煤帮不能拉架的问题另外，对工作 面采长的设计、掘进时期的工程质量、工作面液压支架布置的数量都 有很高的要求超前支架。