ZF7800型液壓支架的應(yīng)用及支護(hù)分析

雷曉林

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司一礦， 山西 陽泉 045008）

引言

陽煤一礦是集團(tuán)公司的主要生產(chǎn)礦井，核定生產(chǎn)能力為750萬t/年，主要開采15號煤層，采用綜采放頂煤工藝。在多年的生產(chǎn)中，工作面主要配備為四柱式放頂煤液壓支架。該式支架存在前后立柱受力不均等支護(hù)問題，影響了頂板的支護(hù)安全和效果。為解決四柱支撐放頂煤支架在使用中受力狀況不佳，和現(xiàn)場適應(yīng)性差的問題。根據(jù)近年液壓支架發(fā)展的趨勢，在81106工作面進(jìn)行兩柱式放頂煤支架工業(yè)試驗(yàn)，取得了很好的效果。

1 工作面概況

81106工作面井下位于十一采區(qū)輔助回風(fēng)巷以南，81104工作面（已采）以東，S8310工作面（已采）以北，81107工作面以西。本工作面上方有三礦3號煤層 72011、72012和一礦 3號煤層 71504、71506、71306、71305、71304工作面采空區(qū)。工作面所采煤層為15號煤，該工作面走向長度1413 m，傾向長度220 m，傾角 3°。

本工作面煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，煤層總厚度最大7.72 m，最小5.06 m，平均厚度6.12 m。煤層節(jié)理發(fā)育。煤層中含一層夾石，分布在煤層的上部，厚度為0.14 m左右。俗稱“八寸石”，賦存穩(wěn)定。

該區(qū)域總體構(gòu)造形態(tài)為單斜構(gòu)造，局部地段發(fā)育有次一級的向、背斜構(gòu)造。該區(qū)域煤層傾角最大13°，最小1°，一般為6°左右。本工作面在掘進(jìn)過程中共揭露12個(gè)陷落柱，10條撓曲及3條斷裂構(gòu)造。煤層頂?shù)装迩闆r如表1所示。

表1 煤層頂?shù)装迩闆r表

2 液壓支架基本形式與技術(shù)參數(shù)

液壓支架全封閉式管理頂板，自移支架放頂，采空區(qū)處理方法為全部垮落法，移架步距0.8 m，本工作面使用142組ZFY7800/17/30D型支撐掩護(hù)式放頂煤支架，機(jī)頭、尾各3組ZFG7000/18/32D型過渡支架管理頂板，ZFD25000/20/38H型端頭支架1組。

2.1 支架的基本形式

液壓支架為ZF7800型支撐掩護(hù)式放頂煤支架,最小控頂距5.229 m，最大控頂距為6.029 m，循環(huán)進(jìn)度和放煤步距0.8 m，支架中心距為1.5 m，端面距0.34 m。工作面的端面距要符合作業(yè)規(guī)定，工作面?zhèn)汩荛L度大于1 m時(shí)，其最大突出部分不超過200 mm，傘檐在1 m以下時(shí)，最突出的部分不超過250 mm。工作面采用支架頂梁護(hù)頂方式，采用操縱閥本架操作支架。

2.2 液壓支架技術(shù)參數(shù)（見表2）

表2 ZF7800型液壓支架主要技術(shù)參數(shù)

3 液壓支架操作注意事項(xiàng)

液壓支架工必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)、考試合格，取得操作資格證，持證上崗，支架工必須佩帶個(gè)人防護(hù)用品。支架工操作支架時(shí)，其他人員不得通過。支架工必須熟悉支架的結(jié)構(gòu)、原理、液壓系統(tǒng)、采煤工藝。嚴(yán)格按照支架說明書的要求操作。在更換液壓元件或液管時(shí)，必須先關(guān)閉斷流閥或停泵，然后對支架液壓系統(tǒng)釋放壓力，將本架閉鎖后方可進(jìn)行操作。移架前應(yīng)認(rèn)真清理好閥組、推拉道及架前浮煤、浮矸，檢查支架及各千斤頂?shù)囊簤汗苈吠旰们闆r，如有損壞應(yīng)及時(shí)更換處理。同時(shí)檢查支架支護(hù)狀態(tài)，檢查煤幫、頂板安全情況，對咬架、倒架、前后錯(cuò)差等應(yīng)提前處理完畢。操作過程中當(dāng)出現(xiàn)操縱閥失靈或者出現(xiàn)誤操作時(shí)，要先閉鎖本架再仔細(xì)查找原因，及時(shí)排除故障，否則不得操作支架。當(dāng)工作面頂板漏矸或來壓的的時(shí)候，及時(shí)帶壓移架，伸出伸縮梁或提前過架。支架工在支架立柱和刮板輸送機(jī)之間行走時(shí)，要注意片幫煤和被滾筒割煤蹦出的煤塊，以防傷人。

4 工作面礦壓觀測數(shù)據(jù)及分析

4.1 頂板來壓步距判斷

通過對工作面架后頂板觀察81106工作面直接頂初次跨落步距27 m，工作面基本頂初次來壓步距57.5 m，在觀測范圍內(nèi)，工作面頂板周期來壓步距8.5 m。

4.2 基本頂來壓強(qiáng)度

動(dòng)壓系數(shù)反映了基本頂來壓強(qiáng)度的大小，根據(jù)液壓支架工作阻力監(jiān)測數(shù)據(jù)，81106工作面動(dòng)壓系數(shù)為1.1，來壓強(qiáng)度緩和。

4.3 支架受力情況

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)及分析，液壓支架初撐力最大為33.46 MPa，均值為27.01 MPa；支架初撐力較高，能為工作面較大初撐力。循環(huán)末工作阻力最大為39.88 MPa，均值為27.30 MPa；液壓支架受力均衡平穩(wěn)。綜采支架工作狀態(tài)正常，支架設(shè)計(jì)初撐力得到較好的發(fā)揮，部分支架最大循環(huán)末阻力已達(dá)到額定阻力的95%，支架的額定能力已得到充分發(fā)揮。

5 應(yīng)用效果分析

81106工作面選用支架合理支護(hù)強(qiáng)度為863.83 kN/m2，而該支架額定支護(hù)阻力為7800 kN，其支護(hù)強(qiáng)度在863.83 kN/m2以上，可見ZF7800-17/32D支架達(dá)到了頂板支護(hù)的強(qiáng)度要求。

使用兩柱式液壓支架后，頂板支護(hù)強(qiáng)度明顯加強(qiáng)，液壓支架立柱受力均衡平穩(wěn)，能提供較高初撐力，支護(hù)性能發(fā)揮較好，支架的適應(yīng)性明顯提高，工作面片幫、塌頂現(xiàn)象明顯減小，立柱數(shù)量較四立柱支架減少50%，減少了支架的維修量，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作面人員、設(shè)備的安全系數(shù)，大幅度提高了工作面的單產(chǎn)。