综采工作面支架工作阻力提升及电液控系统升级改造

综采工作面支架工作阻力提升及电液控系统升级改造

薛旭

淮南矿业集团张集煤矿，安徽淮南232001

摘要：张集煤矿1412A工作面分层回采，留有底煤。回采过程中，受泵站流量及泵压损失限制，初撑力不足，时常需要人工手动控制，补偿初撑力；受留底煤回采及煤质较软影响，支架受压时易下陷，同时顶板离层、下沉、断裂，使得支架接顶困难，易片帮冒顶，影响推进度。究其根本，还是支架控顶能力得不到保障，为此对支架工作阻力进行提升改造，使支架工作阻力增大，并对电液控系统升级，使支护作业操作更便捷、有效，从而在总体上达到增强控顶能力的目的。

关键词：综采支架；阻力提升；电液控系统

张集煤矿是淮南矿业集团所属主力生产矿井之一。该矿1412A工作面所在煤层厚度为3.54～8.6m，选用淮南矿业集团目前最大的ZZ18000/30/65D型支架，仍无法一次性采全高，只能分层回采，留有底煤。回采时，受留底煤及煤质较软影响，支架受压时易下陷，同时顶板离层、下沉、断裂，使得支架支撑力损失，接顶困难，易片帮冒顶；同时，受泵站流量及泵压损失影响，导致支架初撑力不足，时常需要人工逐架操作控制器，控制补偿初撑力。以上情况，直接影响到工作面推进度，究其根本，主要原因是支架的控顶能力得不到保障。为解决这种状况，对支架工作阻力进行了提升改造，在支架部件安全系数允许范围内，增大支架工作阻力，进而保障支架控顶能力；同时对电液控系统升级，实现立柱补偿压力自动化，解决支架初撑力动态不足需人工操作补偿的现状。

1需要解决的技术问题

在现有支架结构及部件强度允许的前提下，通过技术改造，提升支架工作阻力，从而达到增强支架控顶能力的目的；利用现有设备资源，活用设备能力，对电液控系统升级改造，以降低职工劳动量及劳动强度。

2具体实施方式

2.1增设旁路增压装置

在现有设备基础上，增加一台BZW-200/45型乳化泵，提高泵压增加流量，以提高支架初撑力，因所用胶管额定压力为38MPa，最高泵压设定为37MPa。考虑到支架后柱窝在结构件中安全系数最低，以支架各部件最低安全系数（柱窝套筒）反向推导验算，最后决定：将前立柱安全阀开启压力自39.7MPa调整为43.7MPa，后立柱安全阀保持39.7MPa不变，可以在保证支架部件安全系数范围内，最大程度的提高立柱工作阻力。改造前支架工作阻力为18000KN，改造后支架工作阻力为18910KN。改造前后，支架整体工作阻力提升约5%，前柱工作阻力提升约10%。具体改造效果及各部件安全系数对比如表1所示。

2.2设置自动补液功能。

在现有电液控系统的基础上，利用电液控系统可编程的特点，对电液控系统功能进行升级改造，设置自动补液功能：通过支架自带的压力检测系统，实时监测支架立柱压力；通过重新编制电液控系统程序，设定自动补液功能启动及运行条件，循环检测，随时开启或满足条件后停止；重新设定电液控系统局部按钮功能，实现自动补液功能手动开启/关闭；调整程序，使自动补液功能与电液控系统其他功能（急停、闭锁）协调互动。通过此功能，对支架下陷导致的压力损失及支架初撑力不足情况，将由电液控系统自动补液升劲，到达额定压力自动停止，以此来保证支架支撑力达到规定要求，从而更好地支撑顶板。

3效果检验

旁路增压装置的使用，有效提高了支架工作阻力，支护强度得以加大，顶板支护效果有明显改善。

自动补液功能的实现，避免了初撑力不足及支架下陷时造成的压力损失，整体支护效果更好。同时，极大程度的降低了人工巡查补偿支架压力的作业频率，职工劳动量及劳动强度大大降低。通过改造前后支架压力采集、汇总，得到自动补液系统使用前后压力对比表，见表2所示。

通过以上数据可知：

自动补液系统投入使用后，支架前立柱工作阻力有所提高。工作面25-30MPa压力范围增加幅度平均在16.4%，支架高值工作阻力30～40MPa压力范围增加幅度平均在14.13%。有效的提高了支架支撑力，对控制顶板起到积极作用。

4改造后优点

在工作面设备安装到位的情况下，通过技术改造，实际提升液压支架工作阻力，增强支护强度；利用原有设备资源，活用设备能力，降低职工劳动量及劳动强度。

5存在问题

因张集矿ZZ18000/30/65D型支架仅配置了压力传感器，未配置立柱位移传感器，因此可能出现以下情况：相邻两架，一架顶板片漏，支架自动补液升劲，另一架顶板完好，支架升劲到位即停。由此导致相邻两架高度存在落差，严重的可能导致支架错茬。若安装了立柱位移传感器，可通过程序设定条件，在相邻两架立柱位移差达到设定高度时，关闭位移量较大的支架的自动补液功能，即可避免支架错茬。

以上就是通过改造可能存在的问题，也是我们后续工作中需要解决的问题，作为一名煤矿技术管理人员，只有在工作中不断发现问题，思考解决办法，并付诸实施，就一定能够更好的服务煤矿安全生产。

参考文献：

[1]李道民;大采高工作面液压支架设计及电液控系统分析[J];内蒙古煤炭经济;2018年14期