薄煤层综采工作面液压支架监测和管理.doc

薄煤层综采工作面液压支架监测和管理摘要：文章根据薄煤层综采工作面液压支架的现场管理经验，分析了液压支架歪斜、倒架、挤架等失稳的因素，并提出了控制液压支架失稳等的措施，结合支架压力红外监测系统，对薄煤层工作面液压支架初撑力、工作阻力进行了监测，得出了该工作面初次来压和周期来压步距，为薄煤层液压支架的管理提供了指导经验。 关键词：薄煤层；液压支架；压力监测；周期来压 中图分类号：TD355.3 文献标识码：A 文章编号：1006—8937（2012）23—0165—02 综采液压支架是综采工作面的大型装备，数量多且管理困难，在工作面推进过程中经常遇到歪斜、倒架、挤架等失稳现象，造成整个工作面条件恶化，使得工作面推进困难，不得不投入大量时间和精力去调整，如果调整不当，将严重影响工作面安全生产和高产、高效。薄煤层综采受工作面布置、煤层厚度、断层等条件以及管理因素的影响，支架支护性能低，且随着工作面设计走向长度的不断增加，液压支架初撑力、工作阻力往往达不到要求，进一步增加了支架的管理难度。本文分析了薄煤层综采工作面液压支架管理遇到的常见难题，结合现场管理经验，研究了液压支架倒架、挤架、调斜产生的原因，并提出了提高液压支架管理水平的具体措施。此外，采用红外监测系统对液压支架初撑力、工作阻力进行了监测，通过数据分析，初步确定了工作面周期来压步距，为控制支架支护性能的稳定提供了理论指导。 1 工程概况 该矿井薄煤层可采区域含煤面积约占全井田的71%，储量为58.03 Mt，约占矿井总储量的15%，煤层位于山西组中、下部，平均厚度1.37 m，不稳定系数为5.09，属不稳定型煤层，且该煤层为典型的“三软”煤层，顶板松软、煤壁松软、底板松软，煤壁对顶板支承力差，工作面易发生片帮、漏冒，工作面支护较难管理。目前该矿井已回采完3个薄煤层工作面，正在回采的31118工作面走向长度944 m，倾斜长度195 m，平均煤厚1.56 m，最小煤厚0.10 m，直接顶为砂质泥岩，老顶为香炭砂岩，平均总厚度为13 m，直接底为砂质泥岩，老底为大占砂岩，平均总厚度为18.6 m，煤层整体呈单斜构造，局部底板起伏较大。工作面采用走向长壁后退式采煤方法，全部垮落法管理顶板，工作面支护采用ZY3400/12/23型掩护式液压支架，共计129架，端头支护采用整体顶梁液压支架，工作面液压系统由乳化液泵站提供动力，型号为：BRW315/31.5，额定压力31.5 MPa。 液压支架主要技术参数为：支护展开高度2 300 mm，收缩高度1 200 mm，额定工作阻力（P=40.4 MPa）3 400 kN，初撑力（P=25 MPa）2 616 kN，平均支护强度0.4～0.48 MPa，对底板前端平均比压0.97～1.63 MPa，支架中心距1 500 mm，适应工作面的倾角：≤15°，支架宽度最大（伸出侧护板）1 600 mm，最小（收回侧护板）1 430 mm，移架步距600 mm，操作方式为邻架手动操作，及时支护。 2 液压支架失稳的原因及对策 2.1 引起支架失稳的因素 根据现有的研究结果和已回采的薄煤层工作面经验，液压支架支护的稳定性主要受以下几方面的影响： ①工作面倾角影响。由于工作面均采用走向伪倾斜布置，即运输巷（下付巷）标高低于回风巷（上付巷）标高，受工作面倾角的影响，支架在拉移过程中必然受重力的作用，存在自然下滑的趋势。 ②工作面刮板输送机影响。液压支架与工作面刮板输送机通过推溜油缸、推杆、十字头等连接，互为基础前后推拉，在工作面推进过程中，一但输送机出现了上窜下滑的趋势，势必带动支架发生歪斜，相互挤压，甚至倾倒。 ③顶板垮落的影响。由于采用全部垮落法管理采空区，工作面推进后，支架尾部受到的顶板压力相对于支架前段减少，移架时极易造成支架尾部下摆，底座前段则相对上摆，同时，采空区跨落的煤岩在重力作用下向采空区下段滚落，将加大对支架尾部向下的冲击。 ④移架操作影响。工作面采用跟机移架的方式，在拉移过程中易受人为因素的影响，如伸缩梁未及时伸出而引起煤墙片帮、架前冒顶，拉架后支架超高、过低引起架间漏冒，使得支架不再接顶、架间受力不均，这些因素都将加剧支架间的挤、咬甚至倒架、死架的发生。 ⑤其他因素影响。工作面液压系统特别是长距离供液压力损耗、乳化液浓度不合格、管路密封及阀组损坏引起的漏液窜液、操作时供液不足等，使得支架初撑力往往达不到要求，导致支架支护性能及稳定性降低。此外，工作面在回采过程中遇到断层、钻场、老巷等工程地质条件变化时，尤其是遇到直接顶初次跨落、老顶初次来压和周期来压时，支架也极易失稳甚至被压死。 2.2 处理液压支架失稳的措施 该矿井薄煤层工作面倾角在1°～16°之间，仅局部有较大起伏，由