ZZ6400/22/45型液壓支架的選型及支護強度驗算

尹中會，周赫赫，宋唐，胡宇鋒

(安徽理工大學 機械工程學院， 安徽 淮南 232001)

0 引言

綜合機械化采煤是和液壓支架的使用分不開的，液壓支架是綜采設備的重要組成部分[1],它可靠有效地支撐和控制工作面的頂板，隔離采空區，防止矸石進入回采工作面。因此,對綜采工作面液壓支架進行支護強度驗算顯得尤為重要。

1 工作面概況

丁集煤礦1121(3)回采工作面的井下位置及四鄰采掘情況為：該工作面東側為F151a斷層；西側為東一13-1軌道大巷、東一13-1帶式輸送機大巷、東一13-1回風大巷；南側為1131(3)工作面采空區，北側為未采掘區域。該工作面煤層穩定，煤層結構簡單，東高西低，整體為一單斜構造，煤層傾向南西，工作面中西部煤層傾角1～5°,平均3°,工作面中東部煤層傾角5°～18°,平均7°，鄰近F151a斷層附近煤層傾角較大。13-1煤厚0.1～4.0 m，平均3.2 m，黑色，塊狀為主，中部含少量粉狀，性脆，斷口平坦，具玻璃、弱玻璃光澤，以亮煤、鏡煤為主，中下部煤質較差，以暗煤為主，屬半亮型煤。

13-1煤上方2.1～7.4 m,平均4.5 m處，發育13-2煤(煤厚0～1.2 m)，運順側自切眼向西約335.5 m發育13-2煤，軌順側自切眼向西約167 m處，自切眼向西約432.5至預計收作線發育13-2煤，其余部分缺失；13-1煤下方0.8～2.0 m，平均1.2 m處，發育煤線1(煤厚0～0.4 m)；13-1煤下部6.3～8.2 m，平均7.3 m處發育12煤，煤厚0～0.5 m，平均0.3 m。

2 液壓支架選型原則

綜采工作面液壓支架架型需要適應工作面地質條件。根據綜采工作面礦壓顯示的一般規律和液壓支架與頂板之間的相互作用關系，液壓支架選型需要考慮一下幾方面因素[2]。

1) 煤層地質條件。對液壓支架選型影響較大的因素有：煤層底板、煤層厚度、煤層強度和節理裂隙發育情況、煤層傾角、瓦斯涌出量和地質構造等。

2) 生產技術條件。液壓支架支護工作面的斷面與通風要求相適應，對于瓦斯涌出量大的工作面，應符合煤礦安全規程要求并優先選用通風斷面面積大的液壓支架。

3) 經濟條件。需要考慮初期投資費用和壓夜支架的維護費用，使用支護強度比較大的液壓支架可以延長受用壽命降低維護次數，但是其前期投資將增多。

3 液壓支架技術參數

綜采工作面設備各單機之間要滿足生產能力配套、設備性能與采煤工藝相適應[3]。綜采工作面主要設備采煤機、液壓支架、刮板輸送機配套需滿足以下條件[4]：

1) 設備需與工作面地質條件相適應

2) 設備配套需滿足生產能力的要求

3) 設備之間需滿足尺寸協調

4) 設備之間主要技術參數需相匹配

5) 設備大修周期及壽命需相近

1121(3)工作面選用MG650/1480-WD型采煤機，SGZ1000/1400型刮板輸送機,液壓支架選用ZZ6400/22/45型支撐掩護式液壓支架，支護工作面及上下端頭頂板。液壓支架主要技術參數見表1，液壓支架結構圖見圖1。

4 液壓支架支護強度驗算

預測頂板壓力為:

Q=M×K×R×10-2

式中：M為采高，取3.2 m;K為增載系數，K取9；R為頂板巖石容重，取2.5T/M3

表1 ZZ6400/22/45型液壓支架主要技術參數表

由具體數值按公式計算,得

Q=3.2×2.5×9×10-2=0.72 MPa

由驗算結果可知,所選支架支護強度P為1.25 MPa,而頂板壓力Q預計為0.72 MPa，由于P>Q，故所選支架的支護強度滿足頂板壓力要求[5]。

5 結論

ZZ6400/22/45型液壓支架適用于傾角38°以下的煤層。支架頂梁采用整體頂梁帶鉸接前梁及一級護幫板結構，頂梁、掩護梁帶雙側活動側護板，使用時一側用銷軸固定，一側活動，頂梁和掩護梁側護板用耳板橫銷固定，支架連桿采用前雙、后雙連桿結構形式。支架底座為整體剛性全開檔結構，底座帶有底調千斤頂，前端設有抬底機構，底座上的滑道加寬加厚，底座兩內主筋間設腳踏板，底座兩側加立筋，防止底座間咬架。

ZZ6400/22/45型液壓支架通過支護強度驗算，滿足使用要求。實際使用表明，ZZ6400/22/45型液壓支架具有穩定性好、抗扭能力強、移架速度快等特點，取得了較好的社會效益和經濟效益。