抬棚支架在沿空留巷支护中的应用

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1、抬棚支架在沿空留巷支护中的应用　　摘要：目前国内煤矿开拓采煤工作面时，需要留有一定的煤柱，以承受采空区顶板的压力，这样的煤柱宽度在30m左右，使之无法开采，如水平开拓工作面时，需要间隔煤柱再开拓一个上下巷道，需要投入大量资金并造成煤炭资源大量浪费，随着切顶卸压沿空留巷技术在国内许多煤矿的应用，需在采空区预留一个上或下巷道，无须煤柱，既能将煤柱开采，又能省去再建一个巷道，为有效提高开采率和减少投入奠定良好基础。　　在焦作矿区，其为赵固一矿、古汉山矿的两个工作面做了“沿空留巷”设计。其中对“沿空留巷”的支护设计了的抬棚支架，并在上述两个矿井支护得到了应用。起到了

2、良好效果。　　关键词：支架；安装沿空留巷；液压；效率　　中图分类号：TD82文献标识码：A　　0.引言　　随着国内煤矿资源的枯竭，尤其是焦煤许多年代久远的煤矿地下煤炭的储存逐渐下降，怎样更大开采率的提高，减少资源的浪费，为此，我们与中国矿大合作采用“切顶卸压沿空留巷”新技术，对开采的采煤工作面回采时，采用“切顶卸压沿空留巷”5技术，对采空区的运输巷道进行预留，为保证预留巷道的顶板的稳定性，除了切顶卸压技术外，对采空区的预留巷道的支护设备及在巷道中的排布进行设计和规划；首先是设计ZJ4300/20/38的抬棚支架，此支架既能满足采空区200m的顶板来压的冲击，

3、又能满足支架移架和结构合理、轻巧的特点。　　为此，通过我们大量的探讨和对井下现场实际情况的调查，设计出具有满足支护条件和移架方便的抬棚支架，大大提高组装移架效率和安全性，为煤矿生产打下了良好的基础。　　1.ZJ4300/20/38的抬棚支架的结构　　ZJ4300/20/38的抬棚支架由底座、顶梁、立柱、液压控制系统组成；立柱与底座和顶梁连接采用球形加定位及销轴连接，首先，立柱与底座连接，在保证立柱在升降过程中，支架重心始终在底座上，保证了支架的稳定性并增加立柱定位装置，为保证支架在巷道的支护效果，顶梁的摆动角度（左右、前后）在0～10°；为了满足焦煤正在使用

4、8600支架，立柱完全按照φ280立柱的外形尺寸连接，已达到互换作用；由于底座和顶梁的比压较高，从底座和顶梁结构设计，增加其强度，增加了底座和顶梁立筋数量及板厚，所有材料采用Q460高强度板材，液压控制操纵阀（3+1）采用200L/mm流量，每一片阀控制一根立柱，可有效调节两根立柱升降不同步的问题；增加了进液球形截止阀，保证了各支架的独立性又能将各支架主进液并联，互不干涉。为了支架在升降和移架时，保证支架的稳定性，专门设计了支架升降和移架的防倒装置，此装置临时可拆卸，结构合理，稳定性好、拆卸方便等优点，如图1所示。　　（1）支架顶梁结构5　　支架顶梁采用框架

5、式焊接形式，为了减少顶梁的重量，所有材料采用Q460；其目的是增加顶梁的强度，降低板材的厚度（重量），为了有效增加支护面积顶梁长度为2600mm；宽度500mm，顶梁内镶嵌有球形柱窝与立柱的球形接头连接，使得顶梁可在前后、左右可以摆动，有效避免顶梁与立柱相互干?h的问题，使之更加灵活、有效满足支护需要，连接销轴采用30CrTi并经过调质处理，使得销轴的综合机械性能大幅度提高。　　（2）支架底座结构　　支架顶梁采用框架式焊接形式，所有材料采用Q460；底座柱窝同样采用球形与立柱底座连接，使之形成万向节形式，立柱固定方式采用两侧压块形式，可沿着顺长方向上下摆动，

6、可有效保护立柱油缸不受损坏，为了保证立柱在井下使用中的稳定性，底座高度增加到500mm左右，并通过螺栓连接两块活动压板与底座连为一体，卡在立柱油缸的外径，以防止立柱在摆动过程中的不稳定，底座底板前后采用船式，目的在于支架移动时减小推进的阻力，为加强底座的强度，框架式底座顺长均采用35mm厚度的通立筋并加有横向隔断，底座柱窝采用铸造30CrMnTi材料，耐冲击、耐压等优点。　　（3）支架液压系统的组成　　抬棚支架按照采空留巷顺长布置，液压的动力源采用流量200L/min；压力为31.5MPa的乳化液泵站提供；抬棚支架每架上有两根φ280的双伸缩立柱，主要液压附

7、件有：操纵阀（3+1）、液控单向阀、平面截止阀38/13（φ38回液口、φ13进液口）、高压胶管等辅助接头、三通。操纵阀配有防误操作机构；每个操纵阀单独操作单根立柱，具体布置：首先是通过乳化液泵站引出的φ13高压胶管通过每台支架的平面截止阀38/13串联在一起，再通过φ513高压胶管连在每架操纵阀的进液孔后，通过操纵阀分别连接在每架支架的两根立柱进（回）口，并通过操纵阀分别操作立柱的升降，达到支架的工作要求。　　2.ZJ4300/20/38的抬棚支架的工作原理　　（1）支架的升架　　开启乳化液泵站，将泵压力调至为31.5MPa，打开本架的平面截止阀上开关，同

8、时操作两个操作阀（通往立柱下腔）的位置，带压的乳化液