超前液压支架

1232021年第4期陈有力等：超前支护液压支架非等强支护技术及自动控制装置研究超前支护液压支架非等强支护技术及自动控制装置研究陈有力 张子明 王海彬（辽宁通用重型机械股份有限公司，辽宁 调兵山 112700）摘 要 煤矿运顺和回顺巷道采用锚杆锚索或金属棚支护，超前支护液压支架在推进过程中对顶板反复支撑作用，使巷道顶板结构受到破坏，引起顶板破碎，不利于巷道顶板管理和煤矿安全生产。

根据巷道顶板条件和压力分布情况控制超前支护液压支架的初撑力，在巷道不同的相对位置实现非等强支护，而支架的工作阻力和其他功能不受影响，最大限度保证巷道顶板完整，实现对巷道顶板的安全科学管理。

关键词 超前支护液压支架；非等强支护技术；自动控制装置中图分类号 TD355+.4 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2021.04.044Research on Non Equal Strength Support Technology and Automatic Control Device ofHydraulic Support in Advance Support Chen Youli Zhang Ziming Wang Haibin(Liaoning General Heavy Machinery Co., Ltd., Liaoning Diaobingshan 112700)Abstract : Bolt and cable or metal shed are used to support the roadways in coal mine transportation gateway and return air gateway. The advance support hydraulic support repeatedly supports the roof in the process of advancing, which destroys the roof structure and causes the roof to be broken, which is not conducive to the roof management and coal mine safety production. According to the roadway roof conditions and pressure distribution, the initial support force of advance support hydraulic support is controlled, and the unequal strength support is realized at different relative positions of the roadway, while the working resistance and other functions of the support are not affected, so as to ensure the integrity of the roadway roof to the maximum extent and realize the safety and scientific management of the roadway roof.Key words : advance support hydraulic support; unequal strength support technology; automatic control device收稿日期2020-11-16作者简介 陈有力（1973—），男，2010年毕业于辽宁工程技术大学电气工程及其自动化专业，本科，工程师，现为辽宁通用重型机械股份有限公司总经理。

液压支架移架时的安全注意事项(1)上、下端头支架不准落后或超前，要与工作面支架成一直线。

(2)移下端头支架时，要注意端头支架与转载机机尾，刮板输送机机头及支架的搭接情况，防止顶架增大移架阻力。

遇到移架阻力过大时，不可强拉硬移，必须查明原因，处理妥当之后可移架。

(3)移架前先清理影响移架的障碍物，清理好架间、底座上方的浮煤。

油管、电缆等不得被矸石挤卡和埋压。

(4)坚持挂线移架或用激光指向仪，保持采煤工作面支架成直线。

(5)本架操作时，移架工站在架箱内，面向煤壁操作，禁止脚蹬在底座前。

移架时，架前、架下不得有他人作业或停留。

(6)邻架操作时，作业人员必须注意顶板，防止架间漏矸伤人。

(7)工作面移架要追机作业，落煤后及时移架，端面距要小于340mm。

如果顶板破碎，必须停机移架或超前移架。

(8)移架时，支架可下降150mm～200mm，以移动支架为准。

如果顶板破碎，必须带压移架。

移架过程中，应随时调整支架。

(9)移架时防止出现咬架、爬架现象，支架支撑高度与采高相适应，防止因采高过高或过低出现空顶或压死支架现象。

(10)移架过程中，如发生掉顶、严重片帮时，必须及时刹顶，实施超前架棚支护。

在刹顶或超前架棚支护时，必须专人观察，清好退路，刮板输送机、采煤机必须停电闭锁，并有专人监护。

(11)升架时，当顶梁与顶板接触后，操作手把还应在供液位置上保持一定时间，保证支架的初撑力，操作完毕后操作手把放至零位。

(12)铺设金属网的工作面，移架时保持金属网的完整性，防止支架在移架时挂网。

当端面顶板出现网兜，应先用单体柱配大板将网包顶平后再移架，出现扯网时要停止移架，并采取处理措施。

液压支架移架时的安全注意事项（二）液压支架是一种用于移动和安装重型构件的重要设备。

在进行液压支架移架作业时，安全事项是至关重要的。

以下是液压支架移架作业的安全注意事项：1. 熟悉操作手册：在进行操作之前，要仔细阅读液压支架的使用手册，并确保理解所有的操作步骤和安全规定。

ZT2×3200/18/35型超前支护液压支架的应用摘要：ZT2×3200/18/35型超前支护液压支架的应用，是分公司引进的先进设备。

该设备在支护方式上，从支护能力、支护速度、支护高度、自动化程度、可操作性、安全性等方面有很大的优越性。

具有推广使用价值，为安全高效工作面生产提供了安全快速保证。

关键词：综采工作面超前支护超前支护液压支架实际应用一、前言兴安矿综采二队开采的三水平北21层一区三段煤层，该煤层从整体上看，整体走向N10°～25°E，倾向SE，煤层倾角较稳定，一般在13°～19°间，平均倾角17°。

21层顶板为灰色粉砂岩，较坚硬。

为了合理回采该煤层，决定采用分层开采工艺进行回采。

为了保证安全生产，该工作面选用了先进的设备。

配套大吨位、大功率新型设备，其中ZT2×3200/18/35型超前支护液压支架为分公司综采工作面首次使用。

二、传统工作面支护方式综采工作面上下两巷超前支护是采煤过程中的一个重要环节。

采用传统的超前支护是主要以3.5m大单体液压支柱配合铰接顶梁进行支护。

局部顶板超高处必须架设小型木垛进行加强支护。

大单体液压支柱必须有两个人以上才能操作进行支护，另外两人搭高配合顶板铰接梁支护。

这些即增加了劳动强度，又不利于安全生产。

这样传统超前支护方式有很大的潜在的危险性，还具有一定的局限性：1、支护强度低随着开采深度的增加，工作面承受的顶板压力越来越大。

且受顶板压力大，底板硬度小等因素影响，单体支护强度在超前处不能满足支护要求。

单体液压支柱的超前支护满足不了采场动压和冲击地压的影响，对安全极为不利。

2、支护速度慢由于采用大断面，单体需要3.5m大单体液压支柱配合使用。

先用圆木配合单体液压支柱架设梯形棚，再在梯形棚下打两排和四排铰接梁抬棚。

并且巷道超高处配合木垛支护，支护需要搭高多人进行支护。

支撤单体支柱速度很难提高，制约了工作面推进速度。

工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald831 地质条件简介新巨龙公司1303N综放工作面倾斜长度261.3m，走向长度2150m，煤层平均厚度8.6m，最大采高4.0m，煤层倾角4°～7°，煤质硬度f1.44～f1.74，视密度1289-1298 k g /m 3，煤质硬度f＝0.3，顶底板岩性为粉砂岩，硬度为f 3，矿井水PH＝8.5，硫酸根离子浓度为2772-3660m g /L，属超强腐蚀性水质，环境温度35℃，环境空气湿度96%，运煤方向为上运，属左掌子工作面。

2 液压支架选型设计2.1 液压支架的选型巷道超前支护液压支架与工作面液压支架有着本质的区别，主要表现在巷道超前支护液压支架应具有：稳定性好；在距煤壁2～5m为支撑载荷的峰值，在此范围内应该有更高的支护强度；对顶板围岩的适应性好；具有自动行走功能。

巷道超前支护方式的支护强度加上原巷道支护形式在回采期间对巷道的残余强度必须大于巷道回采期间围岩对巷道的顶压，确保巷道顶板的稳定。

在老顶给定变形工作状态下，巷内基本支架应当控制住顶煤及直接顶，并与老顶贴紧，因此，支护强度至少应当平衡顶煤及直接顶岩重。

综上所述，结合1303N综放工作面地质条件，确定将新巨龙公司1303N 工作面选用Z Q4000/20.6/45单元型巷道超前支架（如图1）。

2.2 液压支架的设计在液压支架设计方面采用先进的计算机设计手段，在支架制造前完成设计计算—— 设计绘图—— 设计验证等一系列的工作，保证支架设计的合理性和性能的可靠性。

(1)设计计算：运用我公司成熟的支架参数设计软件，对支架的各项性能参数进行优化选取，以达到最佳的运动参数和力学参数，并对危险断面进行安全系数校核。

(2)设计绘图：完全运用三维软件Sol idworks 进行设计出图，在计算机上对支架进行运动仿真和干涉检查，指导设计及时改进支架结构。

超前支护式液压支架的运用研究串草圪旦煤矿位于鄂尔多斯市准格尔旗西南部，主采煤层为6#煤层，煤层厚度为12～15m，沿底掘进，巷道采用锚网支护矩形断面，走向长壁综采放顶煤开采。

该矿6203、6204、6206、6207和6106、6107六个综放工作面上下出口支护形式基本上采用单体液压支柱配合金属铰接顶梁做为超前支护。

单体液压支柱配合金属铰接顶梁超前支护操作工序繁琐，员工劳动强度大，支护安全系数不高，有时候会由于超前条件困难，严重影响工作面的快速推进。

2014年6月，该矿在南部采区6104工作面首次安装超前支护式液压支架，用于工作面上下出口20m范围的超前支护。

该工作面投产以来，取得了良好的效果，实现了安全高效回采，最高日产15000吨，创出了该矿建矿投产以来综放工作面开采的最好水平。

1 工作面概况6104工作面位于矿井南翼一水平6煤层，双枣沟向斜南翼，煤层宽缓，褶曲发育。

工作面标高897.4～951.9m，与地表最近距离为98m。

该工作面走向2100m，倾斜长150m，煤厚12.8m，煤层倾角平均5°。

煤层抗压强度6.9MPa。

中等稳定顶板，周期来压步距为10～15m。

上下顺槽采用锚网支护，矩形断面5.0m×3.7m。

采用走向长壁综合机械化采煤法，放顶煤回采工艺开采。

2 工作面液压支架配置本工作面配置80架ZF13000/22/42型基本支架、7架ZFG13000/24/40型过渡支架，共87架液压支架，对工作面顶板实行支护管理。

工作面上出口配置一组ZT27600/24/40超前支架，其初撑力23280kN（31.5MPa）、工作阻力27600kN （37.35MPa）。

工作面下出口配置一组ZFT27200/24/40端头支架，其初撑力20264kN（31.5MPa）、工作阻力27200kN（42.27MPa）。

紧靠端头支架往外配置一组ZT18400/24/40超前支架，其初撑力15520kN（31.5MPa）、工作阻力18400kN （37.35MPa）。

鹤壁煤电九矿3206工作面超前支护液压支架专项安全风险辨识评估鹤煤煤电九矿生产纪要（2017）65号安全风险专项辨识评估会议纪要时间：2017年11月5日地点：生产科会议室主持人：生产矿长李旭泽参会人员：生产副总工程师：赵杰锋生产技术科：郑新旺调度室：窦书川安检科：赵凯博机运科：牛灿辉通防科：张志强地测科：管志林风险辨识环节：设施设备（支护设备）会议内容：2017年11月5日，由生产矿长李旭泽组织生产技术科、调度室、安检科、机运科、通防科、地测科及相关区队，对3206综放工作面超前支护液压支架及3200工作面下端头架安装进行安全风险专项辨识评估，相关内容如下：第一章工作面概况综放工作面顺槽上、下巷超前支护段以往采用3.5mπ型梁配合DW28-250/100单体柱一梁五柱支护，机械化水平低，劳动强度大，受客观因素条件制约。

为提高工作面整体机械化水平，保证两巷超前支护强度，降低工人劳动强度，根据现有井下条件拟在3206工作面上、下巷超前支护段安装ZH2000/17/25超前支护液压支架；3200工作面下端头安装使用ZFT25000-19/35端头支架（1组共2架，用于下端头支护），初撑力19302KN；工作阻力:25000KN;支撑高度：1.9-3.5m；。

第二章辨识评估1、根据我矿实际情况，本次辨识采用工作任务及作业条件危险性评价（LEC法）进行危险源辨识和风险评估表2-1 L值的确定第三章辨识评估应用根据辨识评估结果，超前支架及端头架使用及安装过程中应当考虑：1、超前支护液压支架与串车之间采用单体及“一”字铰接梁联合支护，“一”字铰接梁上方用半圆木及背板充填与顶接实。

见（附图一）。

2、所有超前替棚段单体上方的半圆木及背板，必须用绳套捆绑，防止卸单体时，木板掉下伤人。

上、下巷所有单体都必须穿有铁鞋，以保证单体的初撑力能够达到要求。

3、超前支护液压支架及端头架必须保持平直，升起后顶梁与顶板严密接触，时初撑力达到规定值。

山西乡宁焦煤集团毛则渠煤炭有限公司
超前支护液压支架设计方案利弊说明
超前支护液压支架利于安全方面：
（1）超前支架组，代替单体支柱对巷道进行超前支护，减少工人劳动强度。

（2）超前支架组为双列式结构。

（3）超前支架每组支架均采用反四连杆作为稳定机构，前后顶梁之间及底座之间采用铰接方式，以适应顶板起伏不平的条件。

（4）左右顶梁之间及底座之间通过调架千斤顶相连，起调架和防倒作用。

（5）每条顶梁均带有内外侧护板，对巷道顶板进行维护，保证行人及操作人员安全。

根据需要可以拆除单侧侧护板，以适应两侧顶板间距。

（6）超前支架组前端设有锚固支架，两组超前支架底座采用千斤顶相连接，可实现交替移架。

后超前与端头支架之间采用千斤顶相连接，可实现拉移端头支架。

（7）后超前支架组设有替棚梁，有助于工字梁的回收。

（8）两组超前支护支架可支护巷道长度达20米以上。

超前支护液压支架不利于安全、实用方面：
（1）当顺槽上方为空区时支架上必须垫实，才能保障支架稳定。

（2）当顺槽上方为空区时，超前支架组前端锚固支架，无法接顶，无法利用自身重量用千斤顶交替移动其他架，此时，必须在超前支架之前安装一部回柱绞车。

ZT2×3200/18/35型巷道超前支护液压支架产品说明书沈阳天安矿山机械科技有限公司2010年7月联系地址：辽宁省沈阳市东陵区高官台街11号邮编：110161联系电话：（024）88427938-307 传真：（024）88416503目录第一章型号说明.................................................................................... - 1 -第二章执行标准.................................................................................... - 1 -第三章支架的结构及性能.................................................................... - 1 -第一节支架的适用条件 ................................................................... - 1 -第二节支架的特点及组成 ............................................................... - 2 -第三节支架的主要技术特征 ........................................................... - 3 -第四节支架的主要机构及其作用 ................................................... - 5 -第五节防护装置 ............................................................................... - 7 -第六节立柱和千斤顶 ....................................................................... - 8 -第四章支架的出厂检验、运输和安装 ............................................... - 9 -第一节支架的出厂检验 ................................................................... - 9 -第二节支架地面运输和试运转 ..................................................... - 10 -第三节井下运输和安装注意事项 ................................................. - 10 -第五章支架的操作及维护.................................................................. - 11 -第六章支架常见故障及其排除.......................................................... - 14 -第七章附图.......................................................................................... - 22 -第一章型号说明Z T 2×3200 /18 /35支架最大高度35 dm支架最低高度18 dm支架工作阻力2×3200 KN巷道替棚式液压支架第二章执行标准MT312-2000《液压支架通用技术条件》《Q/STA01-2009ZT型巷道超前支护液压支架技术条件》第三章支架的结构及性能第一节支架的适用条件ZT2×3200/18/35型巷道超前支护液压支架是根据综采工作面顺槽随转载机推进，将巷道永久支护替换为临时超前支护的具体条件而设计的一种支架。