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[摘 要]从本质上来说,支撑掩护式支架最主要的功能就是支撑功能,而掩护则是为支撑提供辅助的一项次要功能。现阶段,支撑掩护式支架主要应用在回采工作面的控制方面。本文主要分析了支撑掩护式支架的结构及工作特点,并对在回采工作方面的应用提出了相关合理意见。
[关键词]支撑掩护式支架;回采工作面;应用
中图分类号:TD355 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)03-0009-01
最初,支撑掩护式液压支架的结构是一种框架形垛式结构,因为这种结构缺乏四杆机构,导致支架的承受能力相对较差,在水平力作用下容易失去稳定性。后来出现了掩护式(包括支撑掩护式)支架,这种支架的水平刚度和稳定性都比较高。液压支架的类型很多,按和围岩的相互作用可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式3类;按移架方式可分为整体自移式和迈步前移式2类;按使用地点不同分工作面支架和端头支架2类;按煤层厚度和开采方法不同分为铺联网支架和放顶煤液压支架。
一、支撑掩护式液压支架及工作面板结构特点分析
(一)支撑掩护式液压支架结构特点
一开始的时候,支撑支架所运用的构造,通常都是比较简单的框架式结构,不过,这种支架的最大承受能力有限,适用范围较为狭窄,稳定性能较差。迫于生产的需要,掩护式及支撑掩护式支架才相继出现。支撑掩护式支架很好地弥补了传统支架的缺点。现阶段液压支架按照不同功能可以分为多种类型,比如按照相互作用效果可以分成掩护式、支撑式及支撑掩护式三大类。本文介绍的支撑掩护式支架主要是按照掩护式支架的构造特点进行升级完善。支撑掩护式支架利用焊接技术将支架的顶梁与前探梁链接为一个整体,以此来支撑工作面的面板。前探梁配备有千斤顶,千斤顶的主要作用就是控制探梁的移动。在支撑支架顶部与底部之间配有四根油缸,油缸采用的都是双作用式,油缸上的机械杆可以灵活控制支撑架的移动。支撑掩护式支架中的掩护梁材质是高性能钢板,通过四杆链接结构来实现自身的移动,采用四杆联动结构有助于提高支架的稳定性,避免在工作室采空区杂物影响工作面的功能。四杆联动结构有效稳定了支架本身的稳定性及支架工作时的抗干扰能力。支撑掩护式支架的地底部采用箱型结构,材质也是优质钢板,底部有四个立柱。底座的前后主要靠连杆链接,底部前端主要是用来实现千斤顶的移动,千斤顶连接着输送机,换句话说就是底部控制着整个支架的移动,直接影响着工作面上输送机的工作。
(二)工作面板的特性
实际的运用过程中,为了能够更好的进行操作,一般将煤层自下而上划分为顶板、直接顶板及底部顶板。最上边的顶板部位土质较为松软,通常都是泥岩等。厚度适中,对于支撑掩护式支架的工作不会产生较大的影响。位于中间部位的直接顶部强度较顶部有一定的提升,组成部分主要是砂岩等硬度较大的岩石。虽然自身有着一定的强度但是不能抵抗住开采机器的压力。在开采初期直接顶会由于缺乏对自身的支撑力而与老顶分离,造成直接顶部的脱落下沉。位于最下端的老顶与其他部位相比强度明显增强,整体结构比较坚硬,悬臂能力比较强,直接顶部的下沉会影响其悬臂强度,如果悬臂一味加长势必会造成悬臂无法承受而断裂,反而会给开采现场的压力增大,给施工带来不便。综合开采工作面各个层次的特性,可以得出控制开采现场的压力,避免出现冒顶现象,严格控制顶部与直接顶及老顶的分离间距。在实际生产中,离层现象首先发生在强度不同的介质面结合处或者是强度较差的层面,即下部岩层强度大于上部,则一般不会出现离层现象。在开采过程中,顶板岩层在自身重力的作用下会自然弯曲,如果下部岩层缺乏支撑力产生分离,则会导致上部弯曲程度加大,所以在开采时必须充分合理安排支架的位置,将支架的作用最大化,禁止出现工作面冒顶现象出现。
二、支撑掩护式支架在回采工作面的优点与不足
就针对于目前的实际情况来看,液压支架主要包含了双支柱掩护式与四支柱两种支架结构。支撑掩护式最大的优势就在于其工作时在非水平方向产生的支撑力与煤层岩壁间的距离较大,较大的距离能够更好实现对于煤层岩壁的保护效果。支撑掩护式液压支架将自身产生的支撑力最大效率的作用在支撑受力点,再者支撑掩护式支架对于顶板及底板的接触性能较其他支架更好,接触面积更充分,接触面受力更均匀,较大的接触面积有效降低了接触面产生的压力。支撑掩护式支架支柱的对称分布从一定程度上弥补了支架结构产生的保护漏洞,提高了支护的效果。支架的后半段产生的支撑力能够使顶梁发生一定角度的旋转移位,从而减少底部与顶部之间的接触面积使顶部与地面之间的空间,造成支架产生的支撑效果降低。虽然支撑掩护式支架有着众多的优点,但现阶段也存在着的一定不足之处。掩护式支架与顶部、底部的接触面积较小造成接触面压力过大,并且接触面压力过大不仅会对开采环境造成一定程度的影响还会对支撑掩护式支架自身结构造成一定程度的损害。实际生产活动为之后的结构优化设计提供了方向,由于支架本身存在一定的限度,当支架本身的接触压力超过自身所能承受的最大压力时,就必须改进液压支架结构,满足实际生产需要。
三、支撑掩护式支架在回采工作面的应用管理策略
(一)了解支撑掩护式支架的工作原理
通过运用支撑掩护式支架,能够充分发挥液压支架自身功能的最大化,降低支架承受的压力,扩大支架的工作范围。提高支架的使用效率。前文说过,支撑掩护式支架主要功能就是支撑,避免开采现场出现顶板冒落及下沉的现象,有效控制顶部的完整性及有效充裕的回采工作空间。只有了解了支撑掩护式支架的工作原理,合理使用支架,才能保证支架工作性能最大化实现。相反,不仅会造成施工现场事故频发,还会对支架本身造成一定程度损害。
(二)按照正确操作方式进行支架安置
从某种意义上来讲,要想实现支架工作状态的最佳化,就要求对支架与煤层顶板的距离及倾斜度的合理设定。在支架工作过程中,顶部应与前探梁充分接触,有效保证支架与煤层岩壁之间的工作面积。支撑掩护式支架在前梁与顶板件链接处实现支撑作用,支架自身的前后都与板层脱离,顶板被分为两大部分,其中一部分是工作线到落杆石受力点之间,另一部分是工作线到煤层岩壁之间的空间。这种支撑方式容易受到离层、岩石突然掉落的影响,支架本身存在着极大的不稳定性。只有按照正确的操作方式进行支架安置,才能有效缩短工作时间,提高煤矿开采效率,保证开采现场的安全性,在一定程度上降低煤矿开采的施工成本。支撑掩护式支架的日常维护工作也是保证实现支撑掩护式液压支架工作效率最大化的必要方式。
四、结语
总而言之,通过运用支撑掩护式支架,能够在很大程度上提高开采现场的安全性,并以此来促进开采效率的提高。应该在总结之前生产过程中出现问题的基础上,进一步改进支架结构,提高支架性能,保证支架在运用时处于高效合理的状态,增长支架的使用寿命。
參考文献
[1] 康富军.ZZ18000/25.5/50型四柱支撑掩护式支架的研制与应用[J].煤矿机械,2011,(09):126-128.
[2] 王保元.支撑掩护式支架在“V”型工作面的应用[J].中州煤炭,2009,(12):70-71.
[3] 邱开坤.轻型支撑掩护式液压支架的研制[J].煤矿开采,1993,(04):21-25.
[关键词]支撑掩护式支架;回采工作面;应用
中图分类号:TD355 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)03-0009-01
最初,支撑掩护式液压支架的结构是一种框架形垛式结构,因为这种结构缺乏四杆机构,导致支架的承受能力相对较差,在水平力作用下容易失去稳定性。后来出现了掩护式(包括支撑掩护式)支架,这种支架的水平刚度和稳定性都比较高。液压支架的类型很多,按和围岩的相互作用可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式3类;按移架方式可分为整体自移式和迈步前移式2类;按使用地点不同分工作面支架和端头支架2类;按煤层厚度和开采方法不同分为铺联网支架和放顶煤液压支架。
一、支撑掩护式液压支架及工作面板结构特点分析
(一)支撑掩护式液压支架结构特点
一开始的时候,支撑支架所运用的构造,通常都是比较简单的框架式结构,不过,这种支架的最大承受能力有限,适用范围较为狭窄,稳定性能较差。迫于生产的需要,掩护式及支撑掩护式支架才相继出现。支撑掩护式支架很好地弥补了传统支架的缺点。现阶段液压支架按照不同功能可以分为多种类型,比如按照相互作用效果可以分成掩护式、支撑式及支撑掩护式三大类。本文介绍的支撑掩护式支架主要是按照掩护式支架的构造特点进行升级完善。支撑掩护式支架利用焊接技术将支架的顶梁与前探梁链接为一个整体,以此来支撑工作面的面板。前探梁配备有千斤顶,千斤顶的主要作用就是控制探梁的移动。在支撑支架顶部与底部之间配有四根油缸,油缸采用的都是双作用式,油缸上的机械杆可以灵活控制支撑架的移动。支撑掩护式支架中的掩护梁材质是高性能钢板,通过四杆链接结构来实现自身的移动,采用四杆联动结构有助于提高支架的稳定性,避免在工作室采空区杂物影响工作面的功能。四杆联动结构有效稳定了支架本身的稳定性及支架工作时的抗干扰能力。支撑掩护式支架的地底部采用箱型结构,材质也是优质钢板,底部有四个立柱。底座的前后主要靠连杆链接,底部前端主要是用来实现千斤顶的移动,千斤顶连接着输送机,换句话说就是底部控制着整个支架的移动,直接影响着工作面上输送机的工作。
(二)工作面板的特性
实际的运用过程中,为了能够更好的进行操作,一般将煤层自下而上划分为顶板、直接顶板及底部顶板。最上边的顶板部位土质较为松软,通常都是泥岩等。厚度适中,对于支撑掩护式支架的工作不会产生较大的影响。位于中间部位的直接顶部强度较顶部有一定的提升,组成部分主要是砂岩等硬度较大的岩石。虽然自身有着一定的强度但是不能抵抗住开采机器的压力。在开采初期直接顶会由于缺乏对自身的支撑力而与老顶分离,造成直接顶部的脱落下沉。位于最下端的老顶与其他部位相比强度明显增强,整体结构比较坚硬,悬臂能力比较强,直接顶部的下沉会影响其悬臂强度,如果悬臂一味加长势必会造成悬臂无法承受而断裂,反而会给开采现场的压力增大,给施工带来不便。综合开采工作面各个层次的特性,可以得出控制开采现场的压力,避免出现冒顶现象,严格控制顶部与直接顶及老顶的分离间距。在实际生产中,离层现象首先发生在强度不同的介质面结合处或者是强度较差的层面,即下部岩层强度大于上部,则一般不会出现离层现象。在开采过程中,顶板岩层在自身重力的作用下会自然弯曲,如果下部岩层缺乏支撑力产生分离,则会导致上部弯曲程度加大,所以在开采时必须充分合理安排支架的位置,将支架的作用最大化,禁止出现工作面冒顶现象出现。
二、支撑掩护式支架在回采工作面的优点与不足
就针对于目前的实际情况来看,液压支架主要包含了双支柱掩护式与四支柱两种支架结构。支撑掩护式最大的优势就在于其工作时在非水平方向产生的支撑力与煤层岩壁间的距离较大,较大的距离能够更好实现对于煤层岩壁的保护效果。支撑掩护式液压支架将自身产生的支撑力最大效率的作用在支撑受力点,再者支撑掩护式支架对于顶板及底板的接触性能较其他支架更好,接触面积更充分,接触面受力更均匀,较大的接触面积有效降低了接触面产生的压力。支撑掩护式支架支柱的对称分布从一定程度上弥补了支架结构产生的保护漏洞,提高了支护的效果。支架的后半段产生的支撑力能够使顶梁发生一定角度的旋转移位,从而减少底部与顶部之间的接触面积使顶部与地面之间的空间,造成支架产生的支撑效果降低。虽然支撑掩护式支架有着众多的优点,但现阶段也存在着的一定不足之处。掩护式支架与顶部、底部的接触面积较小造成接触面压力过大,并且接触面压力过大不仅会对开采环境造成一定程度的影响还会对支撑掩护式支架自身结构造成一定程度的损害。实际生产活动为之后的结构优化设计提供了方向,由于支架本身存在一定的限度,当支架本身的接触压力超过自身所能承受的最大压力时,就必须改进液压支架结构,满足实际生产需要。
三、支撑掩护式支架在回采工作面的应用管理策略
(一)了解支撑掩护式支架的工作原理
通过运用支撑掩护式支架,能够充分发挥液压支架自身功能的最大化,降低支架承受的压力,扩大支架的工作范围。提高支架的使用效率。前文说过,支撑掩护式支架主要功能就是支撑,避免开采现场出现顶板冒落及下沉的现象,有效控制顶部的完整性及有效充裕的回采工作空间。只有了解了支撑掩护式支架的工作原理,合理使用支架,才能保证支架工作性能最大化实现。相反,不仅会造成施工现场事故频发,还会对支架本身造成一定程度损害。
(二)按照正确操作方式进行支架安置
从某种意义上来讲,要想实现支架工作状态的最佳化,就要求对支架与煤层顶板的距离及倾斜度的合理设定。在支架工作过程中,顶部应与前探梁充分接触,有效保证支架与煤层岩壁之间的工作面积。支撑掩护式支架在前梁与顶板件链接处实现支撑作用,支架自身的前后都与板层脱离,顶板被分为两大部分,其中一部分是工作线到落杆石受力点之间,另一部分是工作线到煤层岩壁之间的空间。这种支撑方式容易受到离层、岩石突然掉落的影响,支架本身存在着极大的不稳定性。只有按照正确的操作方式进行支架安置,才能有效缩短工作时间,提高煤矿开采效率,保证开采现场的安全性,在一定程度上降低煤矿开采的施工成本。支撑掩护式支架的日常维护工作也是保证实现支撑掩护式液压支架工作效率最大化的必要方式。
四、结语
总而言之,通过运用支撑掩护式支架,能够在很大程度上提高开采现场的安全性,并以此来促进开采效率的提高。应该在总结之前生产过程中出现问题的基础上,进一步改进支架结构,提高支架性能,保证支架在运用时处于高效合理的状态,增长支架的使用寿命。
參考文献
[1] 康富军.ZZ18000/25.5/50型四柱支撑掩护式支架的研制与应用[J].煤矿机械,2011,(09):126-128.
[2] 王保元.支撑掩护式支架在“V”型工作面的应用[J].中州煤炭,2009,(12):70-71.
[3] 邱开坤.轻型支撑掩护式液压支架的研制[J].煤矿开采,1993,(04):21-25.