浅谈综采工作面液压支架配套与采煤工艺的关系

浅谈综采工作面液压支架配套与采煤工艺的关系

作者：杜存金

来源：《中国科技博览》2013年第31期

[摘要]文章通过对综采工作面液压支架配套与采煤工艺的关系进行分析，论述了液压支架综采工作面三种支护方式的特点，并探讨了对当前采煤工艺的革新方案。 [关键词]支护方式采煤工艺三机配套

中图分类号：TD421.6+1 文献标识码：TD 文章编号：1009―914X（2013）31―0370―02

一般的综采工作面工序有割煤、移架和推溜，三道工序的不同顺序，可形成液压支架的 3 种支护方式，从而决定工作面三机的不同配套关系，这3 种不同的配套关系与工作面的采煤工艺紧密相关，现根据不同的支护配套方式来分析其与采煤工艺的关系。 1.即时支护设备配套与采煤工艺的关系 1.1 即时支护三机配套及特点

（1）三机配套。综采工作面即时支护一般循环方式为采煤机割煤—移支架—支架推溜，即时支护的三机配套关系如图 1 所示。

三机配套时，支架最大设计高度减去顶梁厚度和过机空间等于实际的采煤高度。当选型支架的支撑高度为最大或最小时，往往会误认为支架的最大支撑高度或最小支撑高度等于工作面实际需要的采煤高度，而忽略了采煤机滚筒是在支架顶梁下配套的。其实，工作面实际采高应该是支架最低设计高度加顶梁厚度和过机空间，只有这样才能满足三机配套的实际要求。 （2）特点。顶板暴露时间短，梁端距较小，适应于各种顶板条件，但选型时要充分考虑煤层开采厚度，特别是煤层最小厚度。而最大开采厚度可以通过采煤工艺来完成，即单向割煤返刀挑割顶煤，其采煤工艺为采煤机返向割煤—支架移架—支架推溜（自开缺口段先推溜），否则工作面刮板机易形成 U 形弯，对刮板机运行不利，支架形成两端头向中间挤的趋势，易造成中部亏刀和中间架挤死或侧护板挤压移架困难的情况。

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1.2 与三机配套关系

刮板机、采煤机骑在机面上，支架梁端距（顶梁前端到采煤机滚筒外沿的距离）按《煤矿安全规程》要求是 340 mm（这是初始状态）；在安装或开采前采煤机应在机窝内，支架先将刮板机推至煤帮侧，采煤机开始割煤，随后移架，如果单向割煤采煤机返机则是在支架顶梁下工作，这时的采煤高度必须保证大于滚筒直径加顶梁厚度和过机空间才能正常通过，如高度不足采煤机就会割底板，或者稍不注意则采煤机会割前梁；如果双向割煤，支架顶梁底面实际高度减去过机空间才是实际采高，如滚筒直径等于顶梁底面至顶板高度，这时采煤机可以实现双向割煤（其适应范围是机面高度、过机空间、顶梁厚度加起来小于实际采高，并且留有安全距离，这时适宜双向割煤，但煤帮则留有正台阶）。 2.滞后支护设备配套与采煤工艺的关系 2.1 滞后支护三机配套及特点

（1）三机配套。综采工作面滞后支护一般循环方式：采煤机割煤—支架推溜—移支架，工作面三机配套关系如图 2 所示。

三机配套时，实际煤层厚度即是支架设计最终高度，开采时采煤机滚筒在支架顶梁前端，因此设计时不考虑支架的顶梁厚度和过机空间。这种配套方式是真正意义的支架回采高度，无论是煤层厚度或可采高度均能满足，其适用于稳定、完整的顶板。最大优点是工序少，对顶板不会出现反复支撑，更适宜双向割煤；支撑强度较大，顶梁短，工作面支撑断面小等。 （2）特点。滞后支护时间较长，梁端距大，支架顶梁短，可用于稳定、完整的顶板。 2.2 与三机配套关系

采煤机骑在刮板机上，而梁端距（顶梁前端到采煤机滚筒内沿的距离）按《煤矿安全规程》要求（初始状态）；在安装时或开采前采煤机在机窝内、刮板机不推出，采煤机开始割煤，支架伸缩梁伸出开始接顶，随之追机移刮板机，降架，拉架，升架，而伸缩梁在移架过程中随之挤压收回，这时的采高是支架即时的实际支撑高度（包括顶梁厚度），其梁端距是配套时按《煤矿安全规程》要求的小于等于 340mm；如不采用双向割煤，这时的采高和即时支护配套理念一样，顶梁上的伸缩梁不收回，不随机推溜，实际采高要低于顶梁底面并留有过机空间，煤帮侧只能清理浮煤，效率低；对于实际采高超过机面高度加过机空间和顶梁厚度总和的采高不存在以上问题，而对采高过低煤层无法实现此种配套。 3.复合支护设备配套与采煤工艺的关系 3.1 复合支护三机配套及特点

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（1）三机配套。复合支护一般循环方式：采煤机割煤—支架伸出伸缩梁—推溜—移架。工作面三机配套关系如图 3 所示。

（2）特点。复合支护的特点是支护滞后时间短，但增加了反复支撑次数，适用于各种顶板条件，但支架操作次数增加，高产高效工作面不常使用。 3.2 与三机配套关系

复合式支护配套与即时支护配套的刮板机、采煤机、支架不同点是：即时支护配套，当支架带伸缩梁、铰接梁和整体梁时，全面在最小空顶下，当采煤机骑在刮板机上，支架顶梁前端距采煤机滚筒外沿最大尺寸按《煤矿安全规程》要求，支架顶梁端距垂直线离煤帮不大于 340 mm；滞后布置形式带伸缩梁的支架设备配套属复合式配套方式，支架在整体梁内带有内伸缩前梁伸展时，而支架的梁端距（顶梁前端到采煤机滚筒内沿的距离）不超过 340 mm，这种配套形式叫复合支护方式，属支架滞后一个步距设计。采煤机割煤与支架关系如图 4 所示。 （1）初始状态。当采煤机前进割煤，追机将支架伸缩梁伸出及时护住暴露的顶板，煤壁较高易片帮，并将护帮板打出，当割煤超过 6 m 及3 架支架以上，采用单台或联组多台推溜（弯曲半径按刮板机使用要求技术性能执行）。当刮板机推到煤壁后，单台或联组多台进行降移支架，伸缩梁在煤帮的挤压下自动缩回，整个移架达到设计行程后，再打出护帮板护住煤帮。一个循环方式为割煤—支架伸出伸缩梁—推溜—移架全过程结束。

（2）返机状态（有2种方式，单向割煤和双向割煤）。①若采用单向割煤返向清扫浮煤采煤工艺。配套初始状态，采煤机滚筒不在支架顶梁下方（包括伸缩梁）采煤机前进割煤。如图 4 所示，追机将支架伸缩梁伸出，及时保护已暴露的顶板，这时不推溜，不移支架，采煤机空刀在伸缩梁下清理浮煤，当采煤机返机即将进入机窝段，这时按斜切进刀方式，推溜、降移支架，使采煤机能自开缺口进入割煤工况，当采煤机完全进入机窝后，全线剩余刮板机、支架按推溜—移支架程序进行，直到机头（或机尾）形成直线，这时采煤机下行割煤完成第 1刀循环。②若采用双向割煤，当采煤机在初始状态下，采煤机滚筒不在支架顶梁下方，而是支架梁端距配套状态时，这时采煤机下行割煤，支架伸缩梁伸出，当采煤机前进到满足刮板机弯曲半径要求时，即时开始推溜—移支架，已伸出的伸缩梁受煤帮挤压自动缩回，当采煤机割煤已进入机头段（即刮板机弯曲段大于15m 时），推溜—移架过程停止，待采煤机割透三角煤返机进行，进入自动斜切进刀，进入直线段后，剩余该段，立即推溜—移支架，使刮板机达到直线，这时采煤机仍上行割煤直到机尾，而追机伸出伸缩梁，推溜移架过程仍按下行割煤程序一样进行。这种周而复始完成双向割煤的方法，大大提高了回采效率，降低了劳动成本。 4.结语

综上分析表明，综采工作面支护设备配套与采煤工艺关系主要受割煤循环方式的影响，根据综采工作面不同顶板情况，可以选择不同的割煤循环方式，优化支护设备配套方式与采煤工

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艺的关系，不仅便于综采工作面的顶板控制，而且可以提高采煤效率和产量，对煤矿综采工作面的管理有重大意义。 参考文献

[1] 黄海军．液压支架技术与采煤工艺探析的应用［J］．上海：华东科技，2011． [2] 张大龙．综采工作面液压支架配套对工作面的影响［M］． 徐州：中国矿业大学学报，2012．