中厚煤层综采工作面采煤机检修护帮方法研究与应用分析

1、 中厚煤层综采工作面采煤机检修护帮方法研究与应用 张士伟+杨清成+李志翔摘 要：通过在中厚煤层综采工作面采煤机机身上面安设护帮装置，采煤机检修时，护帮工作更加容易，减少了护帮工时，减轻了作业人员的劳动强度，节省了支护材料，提高了护帮效果，增加了作业人员的安全性。Key：中厚煤层；采煤机检修；护帮方法；护帮架：TD32 文献标志码：A ：2095-2945（2018）05-0089-03Abstract： By installing the face sprag subassembly on the coal mining machine of the fully-mechanized coal

2、 face in the medium and thick coal seam， it is easier for the face sprag task to work when the coal mining machine is overhauled， which reduces the labor intensity of the workers. This method saves the support material， improves the effect of face sprag work， and increases the safety of the operator

3、.Keywords： medium and thick coal seam； coal mining machine maintenance； face sprag method； face sprag frame曉明井田在调兵山市境内，位于铁法煤田的中西部。晓明井田北部以一号向斜轴北300m人为划定界线为界与大明一矿相邻；南部以F406、F311断层及大隆风井保护煤柱与大隆矿区相邻；东部以F14、F319和F321断层与小青矿区相邻；西部以煤层最低可采边界为界。东西走向长4.50km，南北倾斜宽4.90km，面积16.6807km2。晓明矿采用立井石门分水平开拓方式。矿井分两个水平：第一水平

4、设计标高为-250m；第二水平设计标高为-550m。采煤方法采用缓倾斜走向长壁和缓倾斜倾斜长壁两种方法，顶板管理为自然冒落。全井田可采和局部可采煤层16层，主采层为4-1、7煤层。4-1煤层，可采厚度平均为2.06m；7煤层，可采厚度平均为2.32m，均属于中厚煤层。煤层自燃发火期：36个月，最短为43天；煤尘爆炸指数平均为59.01%，有爆炸危险性。矿井采用综合机械化开采方式。综采工作面采煤机检修安全隐患最大莫过于上帮作业，煤壁受采动压力和超前压力的影响，常常表现为煤壁松软易片帮，而采煤机体积庞大且紧贴煤壁运行，检修时，工作人员需要在采煤机与煤壁之间作业，如果煤壁维护不牢固，极易片帮，发生安

5、全事故，因此采煤机检修前，护帮是一项重要的工作，帮维护好了，检修人员需要到上帮检修采煤机时，就可以放心、安全、舒适的在上帮检修采煤机。在生产实践中，随着煤层厚度的不同、液压支架选型的不同，在采煤机检修时采用的护帮方法也不一样。中厚煤层是1.3米至3.5米厚的煤层，在中厚煤层中布置的综采工作面除采高超过3米或者煤壁片帮严重，液压支架必须设护帮板外，中厚煤层中的综采工作面选用的液压支架有些型号带有护帮板，有些型号不带有护帮板。1 通常的护帮方法综采工作面配置的液压支架带有护帮板，利用液压支架的护帮板挑大 ，增加护帮面积，同时再根据帮的破碎程度，加打一些配有大托盘的锚杆就可以有效的护帮了；液压支架不

6、带有护帮板的，护帮工作相对来说，就要麻烦一些，通常要打单体或其他点柱再利用刹杆将帮刹好，或者多打一些配有大托盘的锚杆也可以有效的维护煤壁。2 通常的护帮方法的缺点（1）利用液压支架护帮板挑大 护帮方法的，需要频繁的操作液压支架的护帮板，护帮板对煤壁多次挤压，破坏了煤壁的完整性，不利于煤壁（帮）的维护。（2）利用打单体或其他点柱，再用刹 刹帮护帮方法的，需要频繁搬运单体、刹 ，搬运单体、刹 时，搬运距离长，在工作面内行走困难，工作量大，耗费工时，而且搬运单体、刹 过程中，容易发生小磕小碰的安全事故，不利于安全；利用刹 刹帮后，对帮产生的作用力小，而且单体或其他点柱侧向受力，容易弯曲损坏。（3）利

7、用打锚杆护帮方法的，需要备齐支护材料，接设风动机具，打锚杆作业时间长，而且锚杆一次性投入使用，不能回收，人工、材料费用较高，而且锚杆遗留在煤壁内，采煤机正常作业时，割到锚杆容易产生火花，不利于安全，发现割下来的废旧锚杆需要及时停止运输机的运行，闭锁后，将废旧的锚杆从运输机上面捡出来，影响作业时间，影响煤炭产量。上述护帮方法在采煤机检修结束后，都需要将能回收的支护材料回收，回收工作量大，并且回收作业时，还要在上帮作业，对安全不利。3 新的护帮方法加工2组可调式护帮架，利用采煤机机身现有螺栓和销轴，固定在采煤机机身上面（如图1），护帮架由护帮千斤顶、导向槽、护帮梁组成（如图2），护帮时，利用采煤机

8、的高压水，控制护帮千斤顶活塞杆的伸缩，带动护帮梁挤压煤壁，护帮梁与煤壁之间加设大、小 ，增加护帮面积，从而达到护帮的目的。采煤机作业时，护帮架随着采煤机移动，不需要人工搬运，实现了机载，护帮架对采煤机司机操作采煤机没有影响，对采煤机正常运行没有影响。4 使用护帮架的优点4.1 操作简单需要护帮时，将采煤机机身上面的高压水管与护帮千斤顶下腔连接，调整好护帮千斤顶在导向槽内的高度、位置，通过截止阀控制护帮千斤顶活塞杆的伸缩，带动护帮梁挤压煤壁，再根据煤壁的破碎程度，在护帮梁与煤壁之间加设大、小 增加护帮面积即可；不需要护帮时，将采煤机机身上面的高压水管与护帮千斤顶上腔连接，通过截止阀控制护帮千斤顶

9、活塞杆的收缩，带动护帮梁收回，使护帮千斤顶在导向槽内恢复到初始位置。endprint4.2 护帮高度可调根据煤壁的不同状态，当护帮梁与煤壁接触的高度位置需要调整时，通过调整导向槽前方的调高装置，使护帮千斤顶前部高度发生变化，护帮千斤顶活塞杆带动的护帮梁伸出后与煤壁接触的高度位置发生变化，使护帮高度位置变成可以调整。调高装置也就是护帮千斤顶在导向槽内的前方固定点，调高装置根据导向槽的高度，可以设计成几个不同的档位，不同的档位，对应不同的护帮高度。4.3 护帮长（深）度可调当煤壁片帮严重、护帮千斤顶活塞杆带动的护帮梁接触不到煤壁时，通过调整导向槽后方的调位装置，使护帮千斤顶在导向槽内的位置整体前移

10、，护帮千斤顶活塞杆带动的护帮梁向煤壁方向伸出的距离加大，护帮长（深）度变成可以调整，以适应不同片帮程度的煤壁。调位装置也就是护帮千斤顶在导向槽内的后方固定点，根据导向槽的长度，通常设计成1-2档即可满足使用需要。4.4 护帮面积可调根据煤壁的不同状态，护帮千斤顶活塞杆带动的护帮梁接近煤壁时，在护帮梁与煤壁之间加设大、小 ，护帮梁挤紧大、小 ，从而护住煤壁。通过调整护帮梁与煤壁间加设大、小 的数量，使护帮面积变得可以调整。4.5 护帮时不需要频繁到上帮去作业使用护帮架护帮时，作业人员无需长时间在上帮作业，只是在护帮梁与煤壁之间加设大、小 时，在上帮短暂的停留，其他操作工序，都是在支架下方、远离煤

11、壁片帮伤人的地点操作即可完成。在上帮的操作时间短，有利于作业人员的安全。4.6 采煤机检修结束后，回收支护材料非常容易使用护帮架护帮，辅助支护材料只需要一些大、小 ，在采煤机检修结束后，不需要护帮时，将护帮梁收回，护帮缸在导向槽内复位，随着护帮梁的收回，护帮梁与煤壁之间的大、小 自然掉落，在看好帮顶、确保安全的前提下，作业人员将掉落的大、小 捡出，存放在采煤机机身上面或者架间即可，回收的大、小 可以重复使用，不浪费材料。5 现场应用铁法煤业集团有限责任公司晓明矿N3706综采工作面位于北三采区七层六段，本工作面开采7层煤，煤层整体呈单斜构造，倾角5-20度，平均14度，煤层厚度2.4-2.75

12、米，平均厚度为2.7米；煤层顶板岩性为粉砂岩、细砂岩，底板岩性为细砂岩、粉砂岩。该工作面采煤机型号为MG300/701-WD，液压支架型号为ZY6400-13/29，此套液压支架整体顶梁无护帮板，设备安装期间在采煤机机身上安装了护帮架，利用采煤机机身现有螺栓和销轴，作为护帮架的固定点，利用护帮架的护帮千斤顶，实现护帮梁的伸缩。护帮梁伸出后，可夹住木 ，顶紧煤壁，实现了对采煤机机身对应煤壁的支护，为检修人员检修采煤机提供了安全的上帮作业环境。与以往采煤机检修时采用打单体点柱、利用刹 刹帮的护帮方法相比，省去了作业人员搬运单体液压支柱、大、小 的时间；省去了打单体点柱、用刹刹帮的时间，省去了采煤机

13、检修结束后，回收单体、回收刹 的时间，缩短了工时，降低了劳动强度。由于护帮架实现了机载，可以随采煤机移动，使用此护帮装置减少了护帮作业时间，增加了支护强度，很大程度上提高了上帮作业的安全系数。该工作面已经回采近3个月，每天采煤机检修时使用护帮架维护上帮煤壁，安全可靠，而且工作效率得到很大的提高。对比打单体点柱、利用刹 刹帮的护帮方法，平均每月节约人工大约270个，该工作面可采期8个月，至该工作面回采结束可节约人工费用大约43.2万元。6 结束语护帮架的使用使采煤机检修时护帮工作变得更加容易，既減少了护帮工时，减轻了作业人员的劳动强度，节省了支护材料，又提高了护帮效果，增加了作业人员的安全性。通过在铁法煤业集团有限责任公司晓明矿N3706中厚煤层综采工作面的应用，取得了良好的护帮效果，给矿带来了一定的经济效益、安全效益。Reference：1张登明.煤矿开采方法M.中国矿业大学出版社，2009.2李志勇.浅谈极薄煤层采煤机