大倾角放顶煤液压支架的配套与应用

【摘要】 大倾角煤层一般指倾角在25～60°的煤层，属难采煤层。本文结合开滦集团林南仓矿业公司1184工作面大倾角放顶煤液压支架及配套设备的实践，着重论述了大倾角放顶煤支架的配套与应用的实际效果，为安全高效矿井建设提供了可靠的保证，为深部大倾角区域的开采积累了丰富的经验。

【关键词】：大倾角；液压支架；配套与应用

Big dip put Caving Hydraulic Support supporting

CHEN Si Xiang

(Kailuan the Group linnancang Mining Co, Hebei Tangshan 064106)

Abstract：inclined seam generally refers to the inclination in the 25 ~ 60 ° seam is difficult mining layer. This paper put Kailuan Group linnancang Mining Company 1184 face Steep Caving Hydraulic Support and ancillary equipment practice focuses on the actual effect of the big dip caving coal bracket supporting reliable to provide for the safe and efficient mine construction assurance, and accumulated a wealth of experience as a big dip in the deep area of mining.

Key words: big dip; hydraulic support; supporting

中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：

引言

开滦矿区随着深部的延深及储量的挖潜，大倾角工作面增多，其中存在相当一部分厚煤层。如何既经济又高效安全开采这部大倾角分厚煤层，成为多年来一直研究的重点。根据煤层赋存条件不同，开滦集团公司与科研院所共同合作研制了多种大倾角放顶煤液压支架。特别是ZF4000-15.5/25低位放顶煤液压支架，它是针对开滦矿区各矿地质条件专门研制的支架，林南仓矿业公司1184工作面引进此支架及配套设备，解决了大倾角厚煤层综采的技术难题，取得了良好效果。

1ZF4000－15.5/25低位放顶煤液压支架设备配套分析[1]

1.11184工作面开采技术参数的确定

1.1.1采高的确定

工作面选用ZF4000－15.5/25低位放顶煤液压支架， MG200/500-AWD1型采煤机适合于采高1.6～3.2m，确定采高为2.3m。

1.1.2工作面长度的确定

根据矿区矿压显现规律观测，采高和工作面长度对矿压显现强度的影响。在总结分析矿区矿压实测成果的基础上。充分考虑到采高、工作面长度对矿压显现和采场顶板岩层安全控制具有双重影响，确定工作面长度为120m。

1.1.3走向长度的确定

依据采区布置划分与地质条件，同时考虑到采煤机、输送机和液压支架等关键设备的大修周期和使用寿命，并兼顾到综采工作面搬家难度大、时间长、费用高等因素，确定1184工作面走向长度为1100m。

1.2设备配套合理性选择

1.2.1液压支架

液压支架的支护强度应该大于顶板所需的支护强度。顶板所需的支护度强取决于顶板的等级和煤层厚度，可按经验公式确定，即： Q＝9.8×10-6kHr

式中：Q为支护强度，Mpa；k为作用于支架上的顶板岩石厚度系数，k＝4～8；H为煤层采高，m；r为岩石密度，t/m3

1184工作面采高确定为2.3m，因此可确定顶板所需的支护强度

Q＝9.8×10-6kHr=9.8×10-6×8×2.3×2.1×103=0.38 Mpa

1184工作面选用ZF4000－15.5/25低位放顶煤液压支架的支护强度为0.64 Mpa，支架选择符合要求。

1.2.2采煤机的确定

⑴工作面生产能力的确定

工作面综合生产能力的确定可根据公式确定，即： q=QK/hs

式中：q为工作面生产能力，t/h；Q为年生产量,t；K为生产不均衡因素，一般取1.1～1.25；h为年工作时间,h;s为时间利用系数，一般取0.3～0.5。

1184工作面生产能力q=8*105*1.2/300*16*0.4=500 t

⑵ 采煤机生产能力的确定

采煤机是综采工作面的核心部件，在工作面生产能力已确定的情况下，采煤机的生产能力应大于等于工作工作面生产能力，即： q1≧q

采煤机生产能力的核算可用公式计算，即：q1＝60VHBr

式中:V为采煤机牵引速度m/min；H为工作面采高m；B为采煤机截深m；r为煤体容重t/m3。

1184工作面选用MG200/500-AWD1型采煤机，牵引速度为0～7.7m/ min,大倾角工作面牵引速度取5 m/ min计算，采高煤2.3米，截深0.67m，煤体容重1.43t/m3。因此采煤机生产能力为：

q1＝60VHBr=60*5*2.3*0.67*1.43=661＞500

因此所选采煤机符合工作面生产能力要求。

1.2.3刮板输送机的确定

刮板输送机的运输能力应大于采煤机的生产能力。1184工作面选用SGZ-730/400型刮板输送机，其运输能力为700 t/h, 符合采煤机生产能力要求。

1.2.41184工作面“三机”几何关系的配套

1184工作面选用的支架、采煤机及刮板输送机在“三机”几何配套中，铲板到滚筒内侧距离应为189mm；梁端距应为300mm，符合要求。

1.2.5 工作面其它运煤设备的确定

1184工作面转载机选用SQZ-40T型转载机，其运输能力为700 t/h，胶带运输机选用SSG-1000型带试运输机，其运输能力为700 t/h，等于工作面刮板输送机的运输能力，符合要求。

2ZF4000－15.5/25低位放顶煤液压支架及配套设备的应用[2]

2.11184工作面概况

1184工作面位于一水平中央采区，属8煤层，煤层倾角9～43°平均32.5°,局部可达43°，,工作面呈一单斜构造，厚度变化不大，赋存较稳定。瓦斯绝对涌出量0.55m3/min，属低瓦斯。煤层自然发火期为8～11个月，走向长1100m,工作面长120m。上、下顺槽及上山均采用10.4m2金属拱形支架支护。在掘进过程中共揭露断层28条，落差在0.5~6.7m，对工作面有不同程度的影响。

2.2配套设备主要技术特征

液压支架、采煤机、刮板输送机技术参数分别见表1、2、3.

表1ZF4000－15.5/25液压支架技术参数

表2 MG200/500-AWD1采煤机技术参数

表3 SGZ-730/400刮板输送机技术参数

防滑 支架底座与刮板输送机槽之间安装防滑千斤顶

3刮板输送机和液压支架防倒防滑

3.1刮板输送机防滑

大倾角综采工作面输送机下滑是工作面日常技术管理中最常见的，也是最影响生产的问题，1184工作面是林南仓矿业公司首个大倾角工作面，防止输送机下滑是技术难点，1184工作面为防止输送机下滑，除科学控制下运超前量外，还每隔5组支架在支架底座与刮板输送机槽之间安设防滑千斤顶，取得了较好效果。

3.2液压支架防倒防滑

支架在前移过程中下滑极限角为19°，《煤矿安全规程》规定工作面倾角大于15°就要求采取防倒防滑措施。当工作面倾角较大时，支架重力沿煤层工作面倾向的分力大于支架底座和底板间的摩擦力，便可向下产生侧向滑动，重力作用线超出支架底座宽度边缘时便会倾倒，1184工作面为防止支架下滑和出现倒架采取了以下措施：

（1）工作面适当调斜，科学控制下运超前量，人为减小视倾角，使支架重力沿煤层倾向的分力小于支架底座和底板间的摩擦力。

（2）在每组支架顶梁上安设防倒防装置，在支架底座前后分别安设防滑装置。

（3）严格控制采高和片帮冒顶，使支架充分接顶，防止支架超高与顶板的摩擦力小产生下滑或倒架。

（4）加强液压系统的治理，保证支架有足够的初撑力。

41184工作面ZF4000－15.5/25型放顶煤支架的应用效果

ZF4000－15.5/25型放顶煤支架的应用不仅保证了林南仓矿业公司大倾角工作面的顺利开采，而且产生了显著技术与经济效果，主要表现如下：

（1）1184工作面自正式投产以来，生产正常阶段平均日产2453.2吨，最高日产达到3262吨，实现了安全高效生产，在如此困难的地质条件下，工作面年产超过了80万吨。

（2）解决了大倾角工作面顶板维护技术难题，保证了工作面的安全生产。

（3）提高了煤炭的回收率，减少职工劳动强度，产生了较大安全效益和经济效益。

（4）大倾角综放开采技术的应用，为类似煤层赋存条件的安全生产积累了宝贵的经验。

参考文献：

[1]王国法.等.高效综合机械化采煤成套装备技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008

[2]李建民.开滦矿区大倾角开采技术.北京：煤炭工业出版社，2009

作者简介：陈四祥（1982—），男，汉族，河北唐山人，开滦集团林南仓矿业分公司采煤工程师。