三软煤层单体液压支柱初撑力偏低原因分析与对策

“三软”煤层单体液压支柱

初撑力偏低原因分析与对策

胡超，张春光，张文涛

(河南大有能源股份有限公司石壕煤矿，河南三门峡472123)

摘要该文通过对13261工作面单体液压支柱初撑力的测试，并对初撑力低的原因进行了分析，提出了保证单体液压支柱初撑力的措施，对矿井安全生产具有较大意义。

关键词“三软”煤层单体液压支柱初撑力不足原因措施

中图分类号TD355+．3文献标识码B

单体液压支柱以其投资小、操作方便，使用性强等优点在国内中小煤矿的使用率较高［1］。但由于单体液压支柱初撑力低，支柱对顶板的支护能力大大减弱，极易造成顶板事故。分析初撑力不足的原因，采取提高初撑力的措施，是保证矿井安全生产的重要手段［2］。

1工作面概况

13261工作面所采煤层为二叠系山西组二1煤层，厚度2 3．5m，倾角8 12ʎ，煤层呈粉末状，松软易冒落，顶底板岩性主要为炭质泥岩、泥岩，岩性较软，强度较低，属于典型的“三软”煤层。采煤方法为走向长壁后退式采煤法，全部垮落法控制顶板。工作面上、下巷均沿煤层顶板施工，采用U型棚+锚网+锚杆支护方式支护。工作面沿底回采，采用DW22－25/100型单体液压支柱，2．4mπ型梁支护，成棚为一米四棚，两梁五柱。一个圆班推进1m，工作面净棚距0．25m。2试验研究

2．1试验测点布置

（1）首先记录泵站的压力。

（2）工作面切眼每隔20m测试一组数据，特殊情况要加测一组数据，每组数据测试的单体柱不能少于5根。

（3）安全出口、顺帮要各测一组数据，超前抬棚测试不少于2组数据。

（4）每个测量点要探清楚顶底煤情况及是否穿柱鞋、是否有水。有水要加测一组数据。

（5）每个测量点要测量注液前和注液后的数据。2．2试验数据

在井下对单体液压支柱实测数据中，其最小值为0MPa；最大值为5MPa，即支撑力为40kN。具体试验数据见表1。

表1单体液压支柱实测数据

测试地点顶煤情况底煤情况是否穿柱鞋是否有水巷道高度（m）

注液前初

撑力（MPa）

比例

（%）

注液后初

撑力（MPa）

比例

（%）

安全出口20m 超前抬棚2．4m底渣是否1．9

0，217317

150450

316633

安全出口顶渣底渣是否1．7150350 2501，2，516．6

切眼煤墙侧顶渣底渣否否1．8187．51，225 212．5337．5

42．5

切眼老塘侧否否1．52，412．53，525 375450

切眼中柱否否1．60331，433 167334

2．3试验数据分析

通过对13261工作面单体液压支柱现场的实测，单体液压支柱的初撑力普遍较低。在安全出口、工作面切眼中单体柱初撑力最大为6MPa，即50kN，比率为

*收稿日期：2012－02－02

作者简介：胡超（1974－），男，采矿工程专业大专，现从事行业：煤矿采掘技术研究与管理。33%；注液前最小为0MPa，最大为4MPa；注液后，最小为1MPa，最大为6MPa，但平均为3MPa。通过以上分析可知，初撑力较低是单体液压支柱工作面的普遍现象。

3单体柱初撑力不足的原因分析

（1）乳化液泵站的影响。乳化液泵站是用来向单

体液压支柱输送乳化液的，它是液压系统的动力源，其工作性能直接影响到单体液压支柱的初撑力。由于13261工作面液压泵站在上巷口附近，距离工作面切眼300m，长距离的输送对液压支柱的初撑力造成了一定的影响。

（2）“三软”煤层地质条件的影响。由于开采的煤层是“三软”煤层，煤层松软，顶底板岩性多为泥岩，遇水极易发生膨胀，强度降低，承受载荷的能力很小，支柱极易钻底，使单体液压支柱初撑力下降。

（3）施工人员自身操作的影响。工作面对单体液压支柱注液时，由于施工人员自身的素质、操作的熟练程度、思想认识、安全意识等的影响都对支柱初撑力产生影响，表现出来就是液压支柱的初撑力不足。

（4）多点作业、多把注液枪同时升柱。共同用一个泵站，多个液压推移装置同时作业，回采工作面多处同时作业，极易造成支柱的初撑力不足。

（5）支柱本身质量影响初撑力。有些支柱由于制造时质量的问题，达不到初撑力就漏液。

4保证单体液压支柱初撑力的措施

（1）乳化液泵站距离工作面切眼的距离不超过100m。加强乳化液泵管系统的检修，调定乳化液泵的合理泵压。

（2）单体液压支柱遇底板松软的地方要穿铁柱鞋。

（3）加强对单体液压支柱质量的检测，对不合格的单体液压支柱坚决不投入井下使用。

（4）加强对井下施工人员的专业培训。

（5）避免多处同时用枪作业或多地点同时升柱。工作面注液枪的设置位置应保证每10米1个，同时开启不得超过2个。

（6）成立单体液压支柱专职检查队伍，建立岗位责任制。

5结语

要保持单体液压支柱的初撑力水平，必须以先进的技术为基础，以教育培训为重点，以监督管理为保障，以综合治理为目标，多层次、分重点，共同努力，已达到最综理想的效果，保证矿井安全生产。

参考文献：

［1］石宇峰，苏轩．浅谈单体液压柱初撑力的现状和政策［J］．科技资讯，2011（21）：13 16

［2］万明福，李跃华．单体液压支柱初撑力低的原因分析［J］．中州煤炭，2009（9）：24 25