利用综采放顶煤液压支架实现长壁工作面采空区充填系统的研制与应用

利用综采放顶煤液压支架实现长壁工作面采空区充填系统的研

制与应用

摘要：随着煤炭资源的逐渐减少，煤矿开采企业都在寻求如何最大限度的开采矿山内煤炭资源，从而来提高煤炭资源开采率，以求减少资源浪费情况的出现。在此背景之下，综采放顶煤技术应运而生，迅速的成为了现阶段煤炭资源开采效率最高的采煤技术，并在国内得到了广泛的应用。笔者结合实践工作经验，在本文中对综采放顶煤在我国的发展以及其液压支架的施工技术进行论述，并通过综采放顶煤方法中的液压支架技术实现对矿井内长壁工作面采空区充填系统的研制与应用进行了探讨。

关键词：放顶煤；液压支架；长臂工作面；采空区；充填 引言：

随着我国人口的不断增长，社会生活对煤炭资源的需求量越来越大。而煤炭作为不可再生资源的典型代表，其资源的储存量正随着开采量的逐渐增大而日益减少。在这种严峻的发展形势下，加大对矿山资源的开采效率，延长矿山服务年限，减少煤炭资源的浪费成为了煤矿开采企业在发展道路上的突破目标。在此背景之下，综采放顶煤技术应运而生，迅速的成为了现阶段煤炭资源开采效率最高的采煤技术，并在国内得到了广泛的应用。 一、综采放顶煤支架充填系统

1.1系统方案设计

充填系统的总体方案设计，是通过通风巷中的传输皮带将已开采出的石料运送到放顶煤液压支架之上，再通过液压支架将其放入到位于后部的悬挂式充填运输机上，然后悬挂式充填运输机向采空区进行石料的填充，填充完毕后要对其进行推实，以保证其安全性。

1.2放顶煤液压支架尾梁改造

为了使填充效果更加理想，保证整个矿井后续开采工作的安全性，需要对放顶煤方法当中的液压支架的尾梁进行一定的改造，以便增强其工作性能，总结起来主要有以下几个方面的改造工作：（1）为了充分保证施工过程中施工工人和机器设备的安全性，需要将液压支架上的柱冒进行加长，提高液压支架微量的伸缩长度，从而来更好的保证施工人员在施工过程中的安全；（2）虽然液压支架具有强大的支护力，但在施工过程中也难免会遇到超大型石料，为了保证整个液压支护系统良好的工作状态，避免因压力过大而对设备造成损害，需要在液压支架的尾梁部位增设吊挂石料，从而成为石料充填运输机的滑轮组，减少石料对设备的损

害；（3）为了使整个系统的使用和操作更加方便，可以利用移后溜铰接座来设计石料的推送装置。

1.3石料充填运输设备的设计

为了保证在施工过程中，施工人员能够对石料填充量的实时监控，进一步保证施工所填充后的采空区的安全和稳定性，需要对石料充填运输机进行一系列的设计和改造工作。首先要在运输机中部的溜槽板上开设石料漏放口；其次要在石料漏放口处设计一个插班，其功能性与抽屉相识，主要是为了来增加对石料漏放量的控制；再次，在中部溜槽槽帮的外侧设立插板的板口以及在中部溜槽部分焊接上插板的滑道，来进一步提高插板的性能；最后要将整个设备的操纵室设计在工作面的外侧，使工作人员任何时候都能清楚的观察到设备的工作状态其石料漏放量大小，进一步保证设备的正常使用和施工安全性能。

1.4石料充填运输机吊挂滑轮组的设计

为了充分的保证该设备功能的全面性，该滑轮组设计为动滑轮和定滑轮组合在一起的滑轮组，并将其布置成一种能够根据施工人员的操作而随时进行“集—合”、“分—开”的状态下，从而使滑轮组当中的每一个滑轮之间都能够形成配合，进而保证滑轮组在水平方向上还是垂直的方向上，都能够对设备进行全方位控制。在滑轮组的设计当中，滑轮组的固定方式是将动滑轮安装在设备尾梁的伸缩梁上，钢丝绳穿过滑轮组，然而在固定座的固定作用下定位于中部溜槽上，从而实现滑轮组能够随着伸缩梁的伸缩状态来调节中部槽的位置高低。

1.5石料推送装置的设计

因石料推送装置在推送石料过程中，需要将石料盛放在装置内，所以为了保证石料在推送过程中的稳定性，须将推送装置设计成抽屉形。推送装置当中共有四个箱体，其中两个为内箱两个为外箱，箱体的分布为“左—右”模式，每一个箱体尾部都具有一个对应液压缸体。其工作原理就是通过液压缸体的作用，来带动左右内箱之间的联系，然后经由左右内箱将作用力传递到铰接座和推板上面，使两者有效的连接起来，与此同时利用尾梁部分的伸缩缸体铰接座上所设置的液压缸体与推送装置的前部相铰接，进而实现推送装置径中部槽漏的石料在各个角度上都能够被推平推实，从而保证施工质量。 二、综采放顶煤支架充填系统的优势

从目前国内煤矿资源开采企业的施工技术来看，综采放顶煤支架充填系统仍然是一项高尖端、高效率、高效益施工技术之一，也正因为该系统的众多优点，使得其成为了煤矿开采企业十分青睐的施工技术，被广泛应用到了各个煤矿的开采施工当中。该系统之所以会受到如此 “宠爱”是具有一定事实依据的。

从企业的经济效益方面考虑，综采放顶煤支架充填系统与传统的长臂工作面采空区充填施工的抛射法和自移充填法相比，该系统的充填设备不仅灵活性好，而且使用起来更加的便捷、省力，这一特点能够使填充设备的工作能力满足整个开采施工进度的需求，避免了传统方式上大量的时间浪费，最重要的是其施工过程中安全性能高，这是传统方法所无法比拟的。另外，通过该系统中各个设备之间的有效配合，不仅能够实现对整个采空区各个部位的填充工作，且填充的质量也非常的密实和均匀，还可以降低施工过程中对副井及石料山的压力，在保证了煤矿开采施工质量的同时也满足了安全施工的要求。

从企业的社会效益方面考虑，该系统的超高施工质量，不仅解决了废弃石料的堆放问题，还最大程度的降低了因矿山开采而造成地表沉陷情况的出现，从而保护了地面上的森林、耕地以及建筑物的安全性。另外，由于废弃石料多以砂质页岩和泥质页岩为主，所以其具有较强的吸水性，在氧化的作用下极易出现风化、泥化的情况。而且该石料当中或多或少的都会含有或夹杂着少量的煤炭，所以也具有一定的可燃性，若出现自燃情况不仅会排放出大量的有害气体，还会危及到附近的森林、耕地及其建筑物的安全。而该系统实现了全井下作业，改变了废石料的处理方式，从而避免了上述情况的出现，为社会生活的和谐及生态环境的保护都带来了重要作用。

在高施工安全性、高施工质量以及高环境保护的多重作用下，该系统不仅能够最大程度的实现对煤炭资源的开采，提高企业的工作效率，还能够保证企业施工人员的生命安全，并为社会生态环境保护做出了贡献。所以其无论是从企业的经济效益角度上，还是从企业的社会效益角度上来讲都具有巨大的优势。 三、结论

通过本文的分析可以发现，利用在井下长壁工作面采空区的充填来实现对煤炭资源的开采，不仅能够提高矿井煤炭资源的开采效率，还能够实现利用石料来对采空区进行填充，从而降低了矿井沉陷情况的出现，可谓是事半功倍。另外，矿井的实际大小施工条件都不会对该技术造成过大影响，因此其适用性非常的广泛，是一项非常值得推广的煤矿资源开采技术。该技术的有效应用和推广，不仅能够最大程度上提高煤矿开采企业的经济效益，为企业的发展打下基础，还可以提高企业的社会效益，为实现企业的可持续发展提供强有力的保证。 参考文献：

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