综采工作面支架工作阻力提升及电液控系统升级改造论文_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

论文作者:薛旭

论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第14期

论文发表时间:2019/9/10

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