在現代化煤礦開采作業中,液壓支架作為保障采煤工作安全、高效進行的關鍵設備,其移架方式與支護方式直接關系到采煤作業的安全性、穩定性以及生產效率。
一、移架方式
(一)單架依次順序式
操作流程:采煤機割煤后,支架沿采煤機牽引方向逐架移架。先降柱,讓支架頂梁脫離頂板,解除支撐力;接著通過推移裝置將支架前移至新支護位置;最后升柱,使支架頂梁重新緊密貼合頂板,提供穩定支撐。
優點:操作簡單易懂,工人易掌握。能及時支護新暴露的頂板,極大縮短空頂時間,有效降低頂板破碎或垮落風險,有力保障作業安全。
缺點:移架速度慢,每架依次操作,難以滿足高產高效工作面快速推進的需求。
適用場景:適用于頂板破碎、穩定性差的煤層開采,在此類煤層中,頂板及時支護的重要性遠超移架速度。
(二)分組間隔交錯式
操作流程:將液壓支架按一定數量分組,采煤機割煤后,各組支架間隔交錯移架。比如每 3 架為一組,移架時,先移第 1 組的第 1 架、第 2 組的第 3 架、第 3 組的第 2 架等。移架過程中,一組支架移架時,相鄰組支架仍支撐頂板,維持整體支護強度。
優點:大幅提升移架速度,可適應采煤工作面快速推進的節奏。部分支架始終支撐頂板,兼顧移架速度與頂板支護,提高生產效率。
缺點:操作相對復雜,對操作人員技術水平和熟練度要求高。若支架分組不合理,易影響局部頂板支護效果。
適用場景:適用于頂板穩定性較好的煤層,在此類煤層條件下,頂板能在部分支架移架的短時間內保持穩定,可采用這種高效移架方式。
(三)成組整體依次順序式
操作流程:將較多支架組成整體,采煤機割煤后,整體支架組沿采煤機牽引方向依次整體前移。移架時,先同時降下整組支架立柱,使支架脫離頂板;再通過強大的推移裝置快速將整組支架向前移動;最后同時升起整組支架立柱,重新支撐頂板。
優點:移架速度極快,顯著提升采煤工作面推進效率,大幅增加煤炭產量。在煤層賦存條件穩定、頂板完整且采高較大的工作面,能充分發揮高效優勢。
缺點:對設備可靠性和協同性要求極高。一旦某環節出故障,可能導致整個支架組無法正常移架,影響范圍大,維修難度和成本高。
適用場景:適用于煤層賦存條件穩定、頂板完整且采高較大的工作面,需在設備維護管理上投入更多精力,確保設備穩定運行。
二、支護方式
(一)及時支護
操作流程:采煤機割煤后,立即前移液壓支架支護新暴露頂板,完成支護后再推移刮板輸送機。能迅速為新暴露頂板提供支撐,有效遏制頂板下沉變形。
優點:對于頂板穩定性差、易冒落的煤層,能在最短時間內控制頂板,減少頂板破碎可能,有力保障采煤作業安全。
缺點:要求支架移架速度與采煤機割煤速度精準匹配,對設備性能和操作人員配合度要求高。
適用場景:適用于各種頂板條件差的煤層開采,尤其是頂板破碎、壓力大的情況。
(二)滯后支護
操作流程:先推移刮板輸送機,為采煤機后續割煤創造空間,然后再前移液壓支架支護頂板。推移刮板輸送機時,頂板會處于短時間無支護狀態。
優點:先推移刮板輸送機,為采煤機割煤提供更寬敞空間,利于提高采煤機割煤效率,一定程度提升采煤作業整體效率。
缺點:頂板會在一定時間內無支護,下沉量相對較大。若頂板條件不滿足,易引發頂板破碎甚至冒頂等安全事故。
適用場景:僅適用于頂板穩定性好、不易冒落的煤層。
(三)超前支護
操作流程:在采煤機割煤前,提前對采煤機即將到達區域的頂板進行支護。一般通過在液壓支架前方增設臨時支護裝置,如超前支架等來實現。提前加固支撐頂板,改善頂板受力狀態,增強穩定性。
優點:能有效預防采煤機割煤時頂板突然垮落,尤其在頂板破碎、存在斷層等地質構造區域,提前改善頂板條件,為采煤機安全割煤創造有利條件。
缺點:需額外投入設備和人力進行超前支護的安裝與操作,增加生產成本和作業復雜性。
適用場景:適用于地質條件復雜、頂板穩定性差且存在明顯地質構造的煤層開采區域。
液壓支架的移架方式與支護方式需綜合考慮煤層賦存條件、頂板特性、采煤工藝要求以及設備性能等多方面因素,從而實現采煤作業安全、高效開展。
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