四柱放顶煤支架尾梁机构损坏分析

摘  要：本文对四柱放顶煤液压支架尾梁机构损坏进行了探讨，分析了四柱放顶煤液压支架尾梁机构使用过程中损坏的原因，总结了大同同忻煤矿四柱放顶煤液压支架的设计、使用应遵循的原则，提出了设计、使用、维护应注意的事项。

关键词：放顶煤;液压支架;结构设计;尾梁机构;矿山应用

分类号：TD353.4   文献标识码：A

1、引言：

放顶煤综采近些年来在我国得到了迅速的发展，并在采煤工艺和放顶煤液压支架装备水平上有新的突破。放顶煤技术的推广使用，拓宽了综合机械化开采厚煤层的使用范围，简化了矿井的采掘系统和生产组织，在提高劳动生产率和产量，降低煤炭生产成本，保证安全生产等方面均取得了比较显著的技术经济效果。当然放顶煤开采也存在一些需要解决的问题，需要进一步的观察与研究，不断创新总结经验，以便把我国厚煤层放顶煤开采技术与放顶煤液压支架提高到世界最高水平。

某煤矿采用四柱放顶煤液压支架架型，低位放顶煤技术，但在使用过程中尾梁机构、立柱及伸缩千斤顶出现了一些问题。本文仅就大同同忻煤矿四柱放顶煤支架的有关设计、使用等情况进行探讨，通过分析对比能够改善特殊条件下支架使用状况。

2、矿区开采技术条件：

2.1、8103工作面采煤高度3.5米，工作面倾角≤10°，工作面走向倾角3°～6°左右，煤层厚度10～16m，工作面走向1800m， 2014年2月15日开始生产，目前推进300米，月产量100万吨。

2.2、煤巷断面为矩形断面，巷道尺寸（净宽、净高）：

皮带巷：宽×高=5.3m×3.6m;

回风巷：宽×高=5.2m×3.7m;

2.3、配套设备

2.3.1.工作面布置图：

3、液压支架尾梁机构损坏问题及原因分析：

3.1液压支架尾梁机构损坏问题：

3.1.1掩护梁上的耳座撕裂拉断。

3.1.2尾梁上的耳座撕裂拉断。

3.1.3尾梁千斤顶活塞杆左右弯曲

3.1.4尾梁千斤顶上下弯曲

3.1.5尾梁横筋开焊。

3.1.6插板连扳断裂

3.1.7支架后立柱脱落。

3.1.8伸缩梁千斤顶弯曲。

3.2液压支架尾梁机构损坏原因分析：

3.2.1工作面顶板坚硬，岩层整体性强，不易随工作面推进而跨落，顶板冒落块度大，在采空区容易形成较大范围的悬顶，垮落时给采场形成冲击载荷。

顶板冒落矸石块度很大，在支架放煤完成后，大块矸石堆积在尾梁机构下方，在支架后部与尾梁形成支撑模式，随后垮落的矸石的冲击造成尾梁千斤顶上下弯曲。

3.2.2工作面煤层松软，支架后部顶煤随采随放，后立柱无法有效接顶，后部冒落顶板对支架从老塘往煤壁的冲击大，冲击造成支架整体前移，瞬间损坏伸缩千斤顶。

3.2.3支架切顶线前移，支架后柱已处于全部伸出状态，支架后部无法有效支撑顶煤，出现拔后柱现象，支架后立柱受拉后立柱上连接破坏造成失效。

3.2.4放煤高度大，悬顶冲击势能高

同忻煤矿的煤层厚度在15米以上，现场实际工作面支架形态，支架掩护梁上面几乎没有任何浮煤碎矸，致使支架掩护梁和尾梁上面没有任何缓冲层，整块顶板下来后，直接和掩护梁与尾梁的顶板刚性碰撞，导致尾梁机构损坏。

3.2.5工作面部分支架（尤其是工作面中部编号30～70架）顶梁后部已经达到极限高度4.2M，顶梁前部低头3.8M，后立柱处于受拉状态，尾梁完全上挑，形成受顶板冲击面，具体如下图：尾梁铰接销处更容易被剪切。

5.结语

5.1.大同同忻煤矿放煤高度大，后部冲击压力大，传统尾梁三箱体空箱体结构偏弱，考虑采用五箱体结构增加尾梁抗冲击能力，插板的后部连接偏弱，在薄弱连接处形成箱体增加连接强度。

5.2在采煤过程中严格按设计单位要求的放煤操作流程执行，以保护放煤装置;适当减少放煤量，避免支架顶梁上的切顶线过度前移;使支架掩护梁和尾梁上面形成缓冲层。

5.3调整支架工作姿态，注意及时调整前、后柱高度差，减小受冲击接触面;提高推进速度，减轻老顶来压冲击;在周期来压前不放煤和少放煤，来压后再正常放煤。

5.4采煤工艺方面，建议提前人工破顶，减小老顶冒落块度;减少放煤次数，避免老顶直接冲击放煤机构;

5.5避免支架后柱不着力，升架时保证初撑压力，避免老顶来压时推进设备，提高其抵抗前移的能力。

参考文献：

[1] 陈  宇 《高工作阻力大采高放顶煤液压支架设计研究》 《煤矿机械》2008 年12期

[2] 王国法 《 液压支架技术》[J]. 北京：煤炭工业出版社  ，1999

[3] 趙宏珠  《综采面矿压与液压支架设计》[J].徐州：中国矿业学院出版社，1987

作者简介：

陈井龙（1982—），从事液压支架研发设计工作，现任中煤北京煤矿机械有限责任公司煤机装备研究院副院长。

（中煤北京煤矿机械有限责任公司，北京 102400）