机械工程师
MECHANICALENGINEER
单伸缩立柱液压支架顶梁压穿的处理方案
管杰
（山西大同煤矿集团机电装备中央机厂，山西大同037001）
摘要：介绍了某矿综放工作面液压支架由于工作面围岩条件而造成损坏，通过一系列设计改造方法，尤其是对柱帽部位的加强加固和立柱配套改造设计，实现了损坏条件下维持工作面回采。这套方案可以适应多种情况的综采液压支架的损坏，形成了一套比较合理的维护方案。
关键词：单伸缩立柱；双伸缩立柱：抗压柱帽：液压支架
中图分类号：TD35
文献标志码：B
文章编号：1002-2333(2016)04-0149-02
Solution Analysis on Top Beam Collapse of Hydraulic Powered Support of Singleextension Leg
GUANJIE
(The Center Manufactory ofShanxi Datong Coal Mine GroupEquipment Company,Datong 037001,China)
Abstract: This paper introduces that the hydraulic support on the fully caving working face of a mine is damaged by surrounding rock condition of working face. We reinforce the prop cap and improve prop supporting to maintain working face recovery under the condition of damage, The scheme can adapt to various damages of hydraulic powered support on the fully caving working face, A set of rational maintenance scheme is formed.
Keywords: singleextension leg; doubleextension leg; compressive prop cap; hydraulic powered support
0引言
近几年，随着煤炭产量的提高和采煤工作面的下行延伸，尤其是大同地区休罗系煤层枯竭后，石炭二叠系煤层工作面成为了承担煤炭产量的主要阵地。而石炭二叠系工作面围岩地质条件复杂、多变、恶劣，给综采设备使用与维护带来了新的难题。
石炭二叠系工作面埋深深，大同地区一般为380~500 m埋深。煤层厚（一般6~20m）占有可采煤层比例73.4%，夹研层较多而且较厚。工作面直接顶和老顶多为粗砂岩、砂砾岩、粉砂岩、泥岩、炭质泥岩等岩性岩石构成，比较坚硬，难于落。大同地区石炭二叠系工作面多采用放顶煤工艺，同煤集团放顶煤工作面主要以单伸缩立柱放顶煤液压支架为主，目前形成了ZF7500/22/35型、ZF10000/23/ 35型、ZF13000/25/38型、ZF15000/27.5/42型等系列主体放项煤架型为主的放顶煤工作面支护设备。特别是一些特厚煤层的放顶煤工作面，对液压支架的支护强度要求非常高尤其是在大项来压瞬间，对支架冲击损坏非常严重。往往以顶梁柱帽压裂压穿为常见案例。
本文主要以同煤集团某矿使用的放顶煤液压支架 ZF10000/23/35型为例，重点分析介绍探究顶梁压穿后的
处理方案。 1研究内客
1.1项梁损坏原因分析
该矿属于同煤集团建井比较早的煤矿，初期建设煤炭产量大约300Va，其主要运输卷道的断面尺寸比较小。所以在近几年延伸到石炭二叠系后，虽然选型的液压支架工作阻力提高了，但是支架的运输高度和支架的宽度
无法提高，如果拆开入井，井下巷顶围岩状况不允许形成组装室，所以，只能选择架间距1.5m的大工作阻力液压支架。根据液压支架立柱的设计标准规范和液压支架结构件设计规范要求，当支架架间距为1.5m时，立柱缸径不宜超过Φ280mm，即液压支架最大工作阻力不宜超过10000kN。最终选择了ZF10000/23/35型放顶煤液压支架，该支架为四柱式单伸缩立柱液压支架，立柱行程为 1205mm。支架支撑高度范围为2.3~3.5m，回采过程中的理论支护高度范围2.6~3.2m，合理行程范围在600mm以内，有效支撑高度范围比较小，即立柱有效压缩行程比较小，支架容易被压死（立柱无行程状态），致使液压支架成为刚性支撑构件。大顶来压或者周期来压时尤为突出，这种条件下，支架顶梁由于是与顶煤直接接触，顶煤较软易碎，在支架让压过程中，顶煤往往带着压力随支架同步下沉，造成液压支架让压失效，在压到无行程状态时依然有很大的压力。另外，该工作面煤层处于山西组4#层一块煤区的边缘地带，煤层发育呈现倾斜纹理状态，在下沉移近过程中，形成一个水平方向的推力，导致液压支架侧倾受力，也就是说，液压支架4根立柱一般都是单侧两根受压力较明显。在侧压和刚性状态下的液压支架顶梁无法让压被压穿间。
根据支架的设计结构分析，一般顶梁结构件中最薄弱的部位是在前柱帽处，所以顶梁压穿主要体现在前柱
帽损坏上，如图1所示。 1.2处理方案
1)由于发生顶梁压穿事故的液压支架都位于工作面中间部位，顶煤较破碎，无法对这些支架进行更换或者出
网址：www.jxgcs.com电邮：hrbengineer@163.com2016年第4期
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