增大综采液压支架高度调节范围的关键技术研究

[摘 要]李子垭南煤矿对急倾斜伪俯斜综合机械化开采技术的关键技术的增大综采液压支架调节高度范围的关键技术进行了攻关，自主开发出≥60°急倾斜煤层伪俯斜综采装备与开采工艺，技术属国内领先技术。

[关键词]综采 液压支架 高度调节

中图分类号：TB35.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0004-01

1.前言

李子垭南煤矿位于华蓥山中段李子垭向斜和龙王洞背斜南段，李子垭向斜轴部与龙王洞背斜交接部位断层较发育，对煤层影响较大。可采煤层为K1煤层，该煤层属于单一煤层。煤层赋存不稳定，厚0.7m-3.2m，平均1.9m，软分层厚度达1.0米以上，煤层厚度变化大，煤层构造复杂，倾角在50°以上，煤层极其松软，自主研发的急倾斜极松软煤层俯伪斜开采技术及装置在该矿的成功实施，急倾斜极松软煤层开采方法的研究对我国煤炭工业的发展仍具有十分重要作用。

2.主要研究内容

（1）增大液压支架的高度调节范围的关键技术研究；

（2）采煤面按伪俯斜布置，研究解决液压支架沿伪俯斜推进的合理支架结构控制移架轨迹措施；急倾斜伪俯斜综合机械化开采技术和“三机”配套技术研究。

3.关键技术研究

为适应煤层厚度变化大的地质条件，对液压支架的高度调节范围进行了研究，增大液压支架的高度调节范围，通过四连杆上四连杆与连杆臂的铰接位置可调节结构可通过以下方式实现，一是将四连杆上与相应的销轴配合的销轴孔设置成沿四连杆长度下端方向延伸的多个，通过选择使用不同位置的销轴孔达到液压支架高度调整幅度增大的目的；二是将四连杆上与相应的销轴配合的销轴孔设置为长条孔，且在四连杆的长条孔的两出口端设置四连杆帮块，四连杆帮块上设与销轴配合的圆柱孔，四连杆帮块可在多个沿四连杆长度下端延伸方向的设定位置与四连杆形成固定连接，通过调整四连杆帮块与四连杆的固定连接位置达到液压支架高度调整幅度增大的目的，同时，确保液压支架在支护过程中的稳定性。三是将四连杆上与相应的销轴配合的销轴孔设置为长条孔，销轴呈T字形地连接一螺纹拉杆，螺纹拉杆的螺纹杆部端通过四连杆上的穿孔伸出四连杆下端并螺合一调节螺母，通过转动螺母实现销轴在四连杆位置的调整，以达到液压支架高度调整幅度增大的目的。液压缸设有的增大调节高度的结构可通过以下两种方式实现，其一是将现有的一级液压缸设置为两级液压缸。此方式可方便实现调整，但须增大缸径以确保其支撑的稳定性；其二是在液压缸的缸座与支架底座之间设置可拆换的备用的增高座。在必要时使用增高座实现液压支架高度调节幅度增大的目的，该方式可在确保液压支架的稳定性的前提下克服现有一级液压缸举升高度的局限性，但会增大高度调整的操作难度。因此，以上两种方式各有利弊，可针对不同情况具体选用，如在新设计液压支架时选择将液压缸设置成两级的方式；在对原有支架进行改造时，选择在缸座与支架底座之间的增高座的方式。该技术已成功申请发明专利和实用新型专利（发明专利：“一种增大综采工作面中支架调节高度的方法及应用支架”，申请号2013101025694；实用新型专利：“一种液压支架”，专利号zl 2013 2 0140561.2）。

4.经济效益

该项目从2012年8月开始调试生产，至2013年11月，在5135和5120两个工作面进行了工业性试生产，在5135工作面的2个正常生产月份月平均原煤产量达到23060吨和5120工作面的5个正常月份平均生产原煤23954吨。过地质构造带煤层发生薄化达到1.4米、超厚达4.6米、过断层落差达2.3米左右、工作面煤层出现软分层导致煤层溜底、设备故障等问题而导致的液压支架、割煤机组能正常通过。2013年7月～11月份在5120工作面5个月累计生产原煤92820 吨，平均月产量达到18564吨，按实际生产天数累计计算，有效月份为3.86个月，实际平均月92820吨×3.86月=24046吨/月；折算为年度生产量为24046吨/月×11月=264506吨，即26.45万吨/年。

5.安全社会效益

本项目的理论研究和现场试验证明，李子垭南煤矿“急倾斜伪俯斜”综采技术可行，采煤工艺技术尚属国内首创，自主研究、主要装备（三机）在井下现场试生产获得了突出的经济效益和社会效益，设备故障通过在试生产过程中不断改进、完善性能逐渐达到设计要求，适应生产现场的需要。

（1）研发的MG100×2/495-QWD型外牵引双滚筒采煤机、SGB-730/160-J型工作面刮板输送机、ZJ3600/11（15）/24（36）型工作面液压支架、ZJHJ11400/15.5（19.5）/25（29）型支撑掩护式端头支架的“三机”配套设备能适应井下生产现场的需要。

（2）工作面按伪俯斜布置，“三机”配套设备能正常生产，有效解决了液压支架摆尾、推底、采空区防矸石冲击及采煤机失稳等技术难题；

（3）通过割煤时严格控制顶底板的平直，推溜调架后调整好溜子支架角度及平直就能确保每次推溜后溜子整体向上走而不下滑的核心工艺技术。工作面平直采煤机能正常稳定运行割煤；

（4）项目应用于5135和5120工作面，折算为年度生产量26.45万吨，项目的研究成功不仅对企业带来巨大的推动效益作用，实现了矿井100%的机械化；从而对四川乃至全国的“急倾斜”煤层实现“伪俯斜”综合机械化开采的工艺技术和配套设备更新换代及选项做出了突出贡献，社会及经济效益显著。

6.结语

本项目已经取得了突出的技术效益、经济效益和社会效益，但仍存在一定的不足。今后应开展本项目的后续研究工作主要包括：

作者简介

郑小俊，男，重庆人，本科文化，现任四川省华蓥山股份公司李子垭南煤矿总工程师，从事煤矿技术研究多年，曾多篇。