本文格式為Word版，下載可任意編輯——放頂煤液壓支架示意圖本文分析了放頂煤液壓支架經(jīng)常展現(xiàn)拔后柱現(xiàn)象和支護強度確實定方法，并針對拔后柱現(xiàn)象提出相應的防止措施，大大提高其支護性能。

支架；防止措施

液壓支架的支護強度和拔后柱是液壓支架的最主要技術(shù)問題，支護強度主要取決于工作面頂板條件[1]，煤層埋藏深度和采高因素。放頂煤支架支護強度確實定與普遍支架支護強度確實定有較大的識別。另外，四柱放頂煤支架在使用中經(jīng)常展現(xiàn)前柱受力大，后柱受力小，甚至有拔后柱現(xiàn)象，影響工作面正常推進。研究認為頂板壓力載荷集中點超前煤壁，支架前方壓力大是造成拔后柱現(xiàn)象的主要理由，同時放煤尾梁機構(gòu)對支架穩(wěn)定性也有很大影響。

1根據(jù)斷裂角確定放頂煤支架支護強度

在頂煤強度對比高和節(jié)理，裂隙不發(fā)育時、頂煤能有效地將頂板下沉傳遞給支架，支架除了承受頂煤和頂板的片面重量外（給定載荷），還要承受頂板來壓時的動載，即支架允許形成平衡布局的頂板有確定的彎曲變形[2]。

假設(shè)：①直接頂在煤壁處斷裂，斷裂點隨層位的升高向采空區(qū)方向移動（這種處境對支架的受力最不利）；②斷裂點過渡到控頂區(qū)以外的巖層垮落時對支架無支架影響（圖1所示）。

對支架有直接影響的巖層范圍可用下式計算，即：

（1-1）

式中：H___對支架有直接影響的巖層厚度（m）；

L___有效控頂距（m）；h1___頂煤厚度（m）；

___頂煤斷裂角（°）；___頂板斷裂角（°）。

由上式可以看出，當煤層厚度和控頂距確定時，對支架承載有直接影響的上覆巖厚度，主要取決于巖層的斷裂角和頂煤的斷裂角，頂板斷裂角越大，對支架產(chǎn)生支架影響的巖層范圍也就越大。（見表1）

由表1可以看出，工作面對支架有直接影響的巖層厚度H為煤層厚度M的1.2～2.3倍，這片面巖層位于垮落帶內(nèi)，其中包括不規(guī)矩垮落和片面規(guī)矩垮落帶頂板。該范圍內(nèi)的頂板對支架載荷產(chǎn)生直接影響，并對支架施加靜載荷qj，即：（1-2）

式中：qj___支架的靜載支護強度（kN/m2）；

___頂煤的容重，取14kN/m3）；

___頂板巖石的容重，?。?5kN/m3）。

由式1-2計算出來的支護強度是支架承受靜載的才能，支架的這片面強度可使支架與圍巖相互作用體系具有確定的剛度，防止非來壓期間機道上方頂煤發(fā)生冒落和來壓時支架承受過大的沖擊載荷。在確定條件下，放頂煤開采也有頂板來壓顯現(xiàn)，支架載荷有不同程度的升高，因此，放頂煤液壓支架支護強度除要考慮靜載荷外，還要考慮頂板來壓時的動載荷作用?？紤]動載作用時支架的支護強度可由下式估算為：

（1-3）

式中___支架的動載支護強度（MPa）；

K___動載備用系數(shù)，一般取1.1～1.4

動載備用系統(tǒng)與頂板布局，頂煤強度與厚度有關(guān)，一般規(guī)律是頂煤強度越高，頂煤越薄，頂板運動時對支架產(chǎn)生的動載越大；反之，頂板的強度越低，頂煤越厚，頂板運動時對支架產(chǎn)生的動載越小。

用式1-2和1-3對幾個實測工作面的支護強度舉行了估算，其結(jié)果見表1-2。從表中可以看出，支架支護強度的估算值大于實測值。（在計算時，L=5m，=85°，=65°；四礦北8321工作面煤層厚度M=5.75m；沈陽蒲河礦放頂煤工作面厚度M=12m。）

2支架拔后柱現(xiàn)象理由分析

（1）支架頂梁前部一般設(shè)有回轉(zhuǎn)前梁、伸縮梁、內(nèi)支撐梁和雙前梁千斤頂?shù)龋安恐亓砍?，是支架空載處境下拔后柱的主要理由。

（2）放頂煤工作面頂板壓力超前煤壁，對于松軟或破碎頂煤頂板壓力集中在支架前方，由于支架前方無立柱支撐區(qū)域大，因此前柱受力大，當前柱安好閥開啟卸壓降柱，支架展現(xiàn)頂梁低頭現(xiàn)象。

（3）放煤尾梁向下的重量和所受外載，對后立柱產(chǎn)生受拉的作用力。假設(shè)四連桿機構(gòu)運動瞬心點位置與支架的水平距離較小，支架尾梁自身的重量和外載使支架圍繞瞬心點產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)力矩，從而造成拔后柱的現(xiàn)象。

（4）支架在工作面使用時，頂梁、掩護梁和尾梁均為最主要承載部件，對于松軟頂煤，假設(shè)放煤時間過長造成頂梁后半部頂煤放空，支架頂梁前部載荷過大，也會造成拔后柱現(xiàn)象的發(fā)生。

3防止支架拔后柱現(xiàn)象采取的措施

（1）為了防止發(fā)生拔后柱現(xiàn)象，支架頂梁一般設(shè)計為鉸接前梁形式，前梁前端具有讓壓功能，從而減小拔后柱力矩。

（2）優(yōu)化四連桿機構(gòu)。支架頂梁下降時雙紐線應有向前運動趨勢，頂梁對頂煤有指向煤壁的分力，防止支架前方頂煤縱向裂隙增大而快速下沉和冒頂；同時增大支架四連桿運動瞬心點O與支架的水平距離，減小尾梁載荷產(chǎn)生的拔后柱力矩。

（3）合理布置頂梁柱窩位置。前立柱柱窩位置應盡量前移，立柱向前傾斜布置，增大支架頂梁受外載力平衡區(qū)域。根據(jù)計算知，將支架頂梁立柱上柱窩前移，可有效防止拔后柱[4]。

（4）設(shè)計增加平衡千斤頂，限制拔后柱，制止拔后柱帶來的支架受損。

（5）對于軟煤和易冒煤層開采，為提高液壓支架前端封閉性防止漏矸，常采用整體頂梁長側(cè)護板布局，因此務必采取特殊措施：增大前立柱缸徑，增大支架前端支撐才能；后立柱設(shè)計為雙作用布局形式或千斤頂形式，增大環(huán)型上腔面積，上、下腔設(shè)置雙向鎖和安好閥，立柱能夠承受較大的拉力，防止液壓支架低頭拉壞立柱。

4終止語

本文供給一種較為可行的分析