液壓支架在綜采工作麵中的功能與應用
技術應用
作者：孫誌平
摘要：煤炭是國家、地區經濟發展的重要資源，而液壓支架形成的支護結構是現代煤礦綜采工作麵中的重要設備和支護裝置。文章結合陝北地區府穀礦區地形特點，分析了液壓支架在煤礦綜采工作麵中的應用現狀以及液壓支架在工作中的基本原理與功能，進而探討了液壓支架在綜采工作麵中的應用。
關鍵詞：綜采工作麵；液壓支架；煤炭生產；府穀礦區
中圖分類號：TD823文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）23-0055-02
1液壓支架在煤礦綜采工作麵中的應用現狀
隨著我國煤炭開采技術水平的不斷提高和煤礦生產科技的進步，我國煤礦生產效益不斷提高，許多煤礦企業通過采用先進的生產設備、工藝和技術，已經由傳統的人工開采轉變全麵的機械化生產方式，提高了煤礦生產運營效率，極大促進了我國煤炭產業的發展。當前，陝北府穀現代礦區的煤礦開采主要是井工開采。基於陝北府穀現代礦區的地形地質特征、水文條件和地質構造等條件，煤礦井下綜采工作麵傾向長度一般為300m，最長450m。為了保證煤礦井下的大型機械正常工作以及操作人員的安全，可以在煤礦井下生產體係中設置有效的、安全的支護體係。而液壓支架就是在這樣背景下的產物。液壓支架有效支護和控製綜采工作麵采煤機落煤以後裸露的頂板；安全隔離采空區；防止矸石進入工作麵；安全順利地推進回采工作麵。從而為煤礦井下開采提供安全的作業空間，提高煤礦安全生產效率，滿足現代工業的發展需求。
2液壓支架的基本原理與功能
綜采工作麵是現代煤礦井下開采的重要場所。現階段，綜采工作麵采煤的工藝是采用長壁後退式一次采全高綜合機械化工藝，全部垮落法管理頂板。而液壓支架是煤礦井下綜采工作麵的支護設備，是一種可以托住綜采工作麵礦山壓力的結構物。在采煤工作麵中液壓支架實際上是一種液壓動力裝置，主要是利用液體壓力，通過立柱千斤頂為采煤工作麵提供強有力的支撐和動力。以此實現有效管理頂板，同時液壓支架與刮板運輸機配合實現快速移動。從而形成綜采工作麵中頂板支護和走向推進的綜合機械化采煤工作麵。有了液壓支架綜采工作麵安全管理水平和煤礦生產效益才得以提高。
2.1液壓支架的基本原理
液壓支架根據支護形式可分為支撐式、掩護式和支撐掩護式三種。在綜采工作麵中應用最多的是掩護式液壓支架。掩護式液壓支架的結構主要由頂梁、掩護梁、四連杆、底座組成，各機構件之間的配合由功能不同的液壓千斤頂來完成，主要包括立柱千斤頂、平衡千斤頂、推移千斤頂、護幫板千斤頂、側護板千斤頂和起底千斤頂。其中立柱千斤頂是負責托起液壓支架頂梁從而有支護綜采工作麵頂板；平衡千斤頂負責調節液壓支架頂梁的水平度從而使頂梁與頂板保持平行達到更好地、最大麵積地托住綜采工作麵頂板的目的；推移千斤頂負責推動刮板運輸機和液壓支架本身的移動；護幫板千斤頂負責托住工作麵煤壁，一方麵與液壓支架頂梁配合有效支護頂板，另一方麵保護綜采工作麵作業人員的安全；側護板油缸負責收縮液壓支架頂梁和掩護梁的側護板，從而封堵兩液壓支架支架的空隙達到封堵頂板掉下的碎矸石的目的，有效地保護綜采工作麵作業人員的安全；起底千斤頂負責抬起液壓支架底座的前大腳，起到減少液壓支架底座與底版摩擦力和調節液壓支架上坡角度，從而實現更好更快移動的目的。而各液壓千斤頂的動作是通過液控主閥、千斤頂單向閥、高壓管理、千斤頂安全閥和電液控係統組成。液壓係統在工作中采用的工作介質是含3%～5%的防鏽乳化油的水溶液，起到很好的防鏽功能，在井下這樣潮濕而惡劣的環境下有效保護了液壓泵站和液壓支架的千斤頂、管路和閥鎖等液控元件，有效延長液壓支架的使用壽命。
液壓支架利用液壓係統，完成支架的升降、自由移動和推移輸送機等，實現綜采工作麵頂板支護和管理。液壓支架的升降過程中形成的支撐體係主要是由初撐、承載和卸載三個環節完成的，其中液壓支架的初撐環節是當液壓係統的控製閥處於升柱位置的情況下，采用液控單向閥使泵站輸送的高壓液體進入到立柱的下腔，且進行立柱上腔排液工作，在活柱和頂梁升起之後，就可以形成一種保護頂板的支護結構，從而有效支護頂板和安全隔離采空區，確保大型綜合機械化設備安全進入作業區域，確保生產順利進行。當升足初撐力後液壓支架就開始承載狀態，當頂板壓力變大超過立柱安全閥的封堵壓力，安全閥就開始卸載，直到安全閥到達承載壓力才關閉。