在现代化煤矿开采作业中,液压支架作为保障采煤工作安全、高效进行的关键设备,其移架方式与支护方式直接关系到采煤作业的安全性、稳定性以及生产效率。
一、移架方式
(一)单架依次顺序式
操作流程:采煤机割煤后,支架沿采煤机牵引方向逐架移架。先降柱,让支架顶梁脱离顶板,解除支撑力;接着通过推移装置将支架前移至新支护位置;最后升柱,使支架顶梁重新紧密贴合顶板,提供稳定支撑。
优点:操作简单易懂,工人易掌握。能及时支护新暴露的顶板,极大缩短空顶时间,有效降低顶板破碎或垮落风险,有力保障作业安全。
缺点:移架速度慢,每架依次操作,难以满足高产高效工作面快速推进的需求。
适用场景:适用于顶板破碎、稳定性差的煤层开采,在此类煤层中,顶板及时支护的重要性远超移架速度。
(二)分组间隔交错式
操作流程:将液压支架按一定数量分组,采煤机割煤后,各组支架间隔交错移架。比如每 3 架为一组,移架时,先移第 1 组的第 1 架、第 2 组的第 3 架、第 3 组的第 2 架等。移架过程中,一组支架移架时,相邻组支架仍支撑顶板,维持整体支护强度。
优点:大幅提升移架速度,可适应采煤工作面快速推进的节奏。部分支架始终支撑顶板,兼顾移架速度与顶板支护,提高生产效率。
缺点:操作相对复杂,对操作人员技术水平和熟练度要求高。若支架分组不合理,易影响局部顶板支护效果。
适用场景:适用于顶板稳定性较好的煤层,在此类煤层条件下,顶板能在部分支架移架的短时间内保持稳定,可采用这种高效移架方式。
(三)成组整体依次顺序式
操作流程:将较多支架组成整体,采煤机割煤后,整体支架组沿采煤机牵引方向依次整体前移。移架时,先同时降下整组支架立柱,使支架脱离顶板;再通过强大的推移装置快速将整组支架向前移动;最后同时升起整组支架立柱,重新支撑顶板。
优点:移架速度极快,显著提升采煤工作面推进效率,大幅增加煤炭产量。在煤层赋存条件稳定、顶板完整且采高较大的工作面,能充分发挥高效优势。
缺点:对设备可靠性和协同性要求极高。一旦某环节出故障,可能导致整个支架组无法正常移架,影响范围大,维修难度和成本高。
适用场景:适用于煤层赋存条件稳定、顶板完整且采高较大的工作面,需在设备维护管理上投入更多精力,确保设备稳定运行。
二、支护方式
(一)及时支护
操作流程:采煤机割煤后,立即前移液压支架支护新暴露顶板,完成支护后再推移刮板输送机。能迅速为新暴露顶板提供支撑,有效遏制顶板下沉变形。
优点:对于顶板稳定性差、易冒落的煤层,能在最短时间内控制顶板,减少顶板破碎可能,有力保障采煤作业安全。
缺点:要求支架移架速度与采煤机割煤速度精准匹配,对设备性能和操作人员配合度要求高。
适用场景:适用于各种顶板条件差的煤层开采,尤其是顶板破碎、压力大的情况。
(二)滞后支护
操作流程:先推移刮板输送机,为采煤机后续割煤创造空间,然后再前移液压支架支护顶板。推移刮板输送机时,顶板会处于短时间无支护状态。
优点:先推移刮板输送机,为采煤机割煤提供更宽敞空间,利于提高采煤机割煤效率,一定程度提升采煤作业整体效率。
缺点:顶板会在一定时间内无支护,下沉量相对较大。若顶板条件不满足,易引发顶板破碎甚至冒顶等安全事故。
适用场景:仅适用于顶板稳定性好、不易冒落的煤层。
(三)超前支护
操作流程:在采煤机割煤前,提前对采煤机即将到达区域的顶板进行支护。一般通过在液压支架前方增设临时支护装置,如超前支架等来实现。提前加固支撑顶板,改善顶板受力状态,增强稳定性。
优点:能有效预防采煤机割煤时顶板突然垮落,尤其在顶板破碎、存在断层等地质构造区域,提前改善顶板条件,为采煤机安全割煤创造有利条件。
缺点:需额外投入设备和人力进行超前支护的安装与操作,增加生产成本和作业复杂性。
适用场景:适用于地质条件复杂、顶板稳定性差且存在明显地质构造的煤层开采区域。
液压支架的移架方式与支护方式需综合考虑煤层赋存条件、顶板特性、采煤工艺要求以及设备性能等多方面因素,从而实现采煤作业安全、高效开展。
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