关于赵固二矿综采工作面使用超前液压支架的论证分析

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1、关于赵固二矿使用超前液压支架对比分析总结报告在赵固二矿已回采结束的11050工作面、11030工作面、11021工作面超前支护中均使用过超前液压支架，根据现场观察和实际使用状况，将超前液压支架和叉子棚支护对比分析如下：一、超前液压支架结构及参数根据现有资料，以11030工作面使用的ZCZ50000/24/48型超前液压支架为例（11021工作面使用的型号为ZT24500/18/35），主要由金属结构件、液压系统组成。金属结构件有：顶梁、底座、前、后连杆、掩护梁和中间伸缩梁等。液压控制系统除了立柱、移架千斤顶、防倒（伸缩梁）千斤顶外，还包括各种液压控制元件（操纵阀组、安全阀、液

2、控单向阀等）和液压辅助元件（管子接头件、胶管等）。主要技术参数如下表：表1超前液压支架主要技术参数支撑高度(mm)2800～4800初撑力(kN)46512（P=31.5MPa）额定工作阻力(kN)50000（P=33.8MPa）支护强度(MPa)0.5(平均)底座比压(MPa)0.7(平均)操纵方式本架手动泵站额定压力31.5MPa5支架重量约220t表2立柱、千斤顶规格型式双伸缩数量24根缸径(mm)280/200杆径(mm)260/185初撑力(kN)1938(31.5MPa)额定工作阻力(kN)2085(33.8MPa)超前支架采用两架（左架、右架）一组结构形式，总长

3、度约43m，两架顶梁之间由防倒防滑千斤顶连接。每一架由前后两节组成，前节的顶梁后部与后节的伸缩梁相连，前节的底座后部与后节的底座前部通过连接头、移架千斤顶相连，前后节互为依托，达到移架的目的。二、支护强度对比分析以12041工作面回风巷超前段打设一梁四柱支护强度P2与超前液压支架支护强度P1做比较。根据目前使用单体柱特性，工作面上、下顺槽超前支护支柱的实际支撑力：Rt=Rg×Rz×Rb×Rh×Ra×R=0.99×0.95×0.9×1×0.9×250=190.45kN式中：Rt---支柱实际支撑能力，kN。Rg---工作系数，取0.99。5Rz---增阻系数，取0.95。Rb-

4、--不均匀系数，取0.9。Rh---采高系数，取1。Ra---倾角系数，取0.9。R---单体液压支柱额定工作阻力，取250kN。根据压强计算公式，P=F/S，需计算12041工作面回风巷超前段每棚最大支护面积S上=4.2×0.6=2.52m2（式中，4.2m为巷道宽度，0.6m为棚距），每棚支护面积内打设单体柱数量为8根，则使用叉子棚支护强度：P2=8×190.45/2.52=604.6kN/m2=0.6046MPa已知超前液压支架支护强度P1为0.5MPa，显然P2＞P1。由此可知，使用叉子棚支护强度大于使用超前液压支架支护强度。三、现场实际使用效果对比分析1.对顶板影响

5、效果对比超前液压支架受结构限制，每次移架需将一组支架（长度约15m）完全脱离顶板后方可自移，工序循环过程中会出现一段极短顶板完全暴露时间，且要求超前液压支架顶梁上方必须背平背实，否则容易倒架。两侧支架完全移到位最快需30min左右，平均用人3人/次；工序简单，操作较快且省力省人工，效率高。叉子棚支护工序为回柱→回π型钢梁→回底梁、柱鞋→运柱、运梁→顶板背圆木→顶板连网、垫底梁、垫柱鞋→上梁→打柱。从回棚至打棚最快需40min，平均用人5人/棚。5工序循环过程中叉子棚始终迈步前移，不存在顶板完全暴露情况，但工序繁琐，投入人工多且工人劳动强度大。2.对底板适应能力对比遇松软底板后

6、，超前液压支架易陷入底板，不易自移且初撑力难以达到规定值；叉子棚单体柱底梁下方可垫圆木增强底板硬度，初撑力能够保证。超前液压支架对巷道坡度适应能力差，虽有平衡油缸支撑，但现场使用效果较差，平衡难以掌握，支架易倒架且不易扶正。倒架后支护效果随之降低，且每次拉架过程中存在一段顶板完全没有支护时间，支架反复升降又会加剧超前段顶板下沉速度，经过几个工序后会造成恶性循环，最终造成巷道收缩变形严重、安全出口难以保证、超前液压支架失去支护能力。叉子棚支护无需顺巷道坡度，可直接打在底板上，对各种地质条件适应性较强。3.动态维护效果对比生产过程中超前液压支架升到位后无需专人巡查超前支护质量，维

7、护量极小；叉子棚支护单体柱多，以12041工作面两巷超前段为例，超前支护至少打设400根单体柱，每班需放专人循环补液、排查防倒装置，工人重复性工作量大，日常维护较困难，且因单体柱初撑力不够偶尔受到职能科室批评教育。4.对端头支护影响对比5根据综采工作面目前较成熟回采经验，超前支护π型钢梁上架后配合单体柱构成端头支护，随回采逐步回收π型钢梁和单体柱，端头无需专门打设支护；使用超前液压支架需在工作面端头支架与巷帮之间专门打设走向对棚，随回采需逐步前移对棚和单体柱，增加工人工作量。四、使用超前液压支架提出几点