单体液压支柱在使用应注意的几点技术问题

一、单体液压支柱的初撑力及刚度

在煤矿壁式采煤的生产过程中，支柱初撑力和刚度起主要作用。初撑力大、刚度高、其支护阻力提高就快，落煤后悬露的顶板得到早期控制，限制了顶板离层脱落，有效防治冒顶事故的发生；反之，支柱达不到额定工作阻力，支护速度慢，支架不稳定就容易导致顶板事故；因此，煤矿在使用单体液压柱之前，应注意其初撑力及刚度的确定及选型。

目前在使用单体液压柱的煤矿中，都存在部分柱子初撑力及刚度不够的现象，导致工作面存在着不安全因素，主要是以下几个方面：

1、液压泵站建设地点的选择不合理，造成高压枪管口输出压力小。液压支柱初撑力的大小除选型外，泵站的输出压力至关重要。有部分煤矿，将液压泵站建在离回采工作面上千米的地方，液压泵输出压力损失大、在打柱时造成初撑力降低，这样对控制复合顶板影响非常大。

2、支撑系统刚度差，单体液压支柱的底座面积小，尤其是环形底座，在松软底板岩层的条件下，随着煤层的开采推进，顶板下沉使支柱钻底而活柱下缩量小，缸体内的液体压力增量小，支护阻力上不去，使其不能在额定工作阻力下工作而达到预期支护效果，故在老顶，周期来压时期，顶板会出现台阶下沉破碎，容易导致工作面沿煤壁处切顶，推面危险。因推进速读缓慢，顶板下沉量就越大，顶板越破碎，推进就越困难，这样就形成了一个恶性循环。

在煤炭行业管理工作中，不怕存在问题，关键是能否找到解决问题的办法，针对壁式工作面，单体液压支柱支护采场存在的问题，浅析几点参考意见。

1、合理选择建设液压泵站的地点，合理选用浮化泵的型号。

对液压支柱应选用额定工作压力大于15MPa的乳化泵，并且泵站设置在距工作面100米的位置以内，确保最远供液处注压枪的工作压力达到9.8MPa。如条件允许，液压泵建成可移动式的，效果更佳。

2、支柱穿鞋，防钻底。区域性煤层底板为粉沙质粘土岩的较多，具有遇水膨胀的性质，支柱钻底严重。在实际工作中，为了防止支柱钻穿底板，一般使用200×200×15㎜的铁板鞋，为什么不采用木鞋呢？因为木鞋强度小，受力面积小的情况下，常会被压裂压破而失效，增加底板的管理难度，有可能酿成事故。

3、加大底坐直径，根据工作面煤层倾角，尽量采用平底座，支柱的底座面积小，支柱易钻底，垫鞋时回收较困难，因此，选用一种应适合松软岩层的底座，这种底座的上部分面积与支柱脚的面积相等可采用螺栓将底座的上部与支柱的下部相连，回柱时，利用它将铁鞋回收复用，简化垫回鞋的工序，提高铁鞋的回收利用率。

4、合理选用支柱和三用阀。发现液压系统漏液要及时更换维修，不能勉强使用；新入井或新购进的支柱要排出缸体内的气体，以免乳化液中含有少量气体，降低支护系统的刚度。

二、注意安全阀开启的管理

单体液压支柱在正常工作中，额定阻力是由安全阀开启压力决定的。安全阀开启压力高，支柱的额定工作阻力就大，支架对顶底板接触比压要求越高；反之，则小。而在煤矿实际使用过程中，为了便于支柱管理，将安全阀的开启压力调到30T，这样造成破碎顶板工作面周期来压时切顶这排支柱几乎无安全阀的开启，致使背顶条笆被压断，沿倾斜方向顶板发生波浪式的挠曲破坏；时有发生局部冒顶事故。

所以在日常使用安全阀开启过程中，要强化管理，合理利用，安全阀的开启力应根据采场条件确定，当顶底板较坚硬，采高等于煤厚时，安全阀的开启压力调到30T，以提高支柱的额定工作阻力和放顶能力；当直接顶，底板松软时，安全阀的开启压力可调到25T，这样以免顶梁柱与底板接触比压超过允许值，使顶板破碎。

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三、合理选择控顶距离

根据资料得知矿山压力结果，回采工作面的支柱载荷，顶板下沉量及顶板破碎度均是从煤壁向老塘侧递增，如果控顶距离大，支柱承载时间越长，承载压力越大，顶板就越破碎。在我县刚推广壁式采煤以来，很多煤矿在使用单体液压支柱时，由于控顶距较大，常导致支柱歪斜变形，顶板破碎，掉矸严重，工作面时有发生串矸冒顶等现象，于是采取缩小控顶距，减小了工作柱子的压力，这样增加了工作面的初期投资和准备工作量。在壁式采煤工作中放顶时，当直接顶松软破碎，且能及时冒落，初次来压前后均采用“三·四”排控顶。对于初次来压前有悬顶的工作面，应加大控顶距，且保证工作面有足够的支护强度，防止推垮型冒顶事故的发生。

四、缩短梁端的空顶度

目前，部分采用液压支柱支护采场与SGWD-17型适板输送机组成回采工作面，工作面和巷宽采用1.0米绞接顶梁及齐柱齐梁正悬式支护方式，与煤壁约0.5米宽的空顶距，使工作面的伞檐有冒顶的可能。因此，在破碎顶板条件下使用DW28-250/100X型单体液压支柱支护时，应以最大的可能减小壁面前空顶距离和空顶时间。如果我们在日常的管理工作中采用顶梁间套使大板梁等措施控制面前空顶，由于坑木消耗量大，工序复杂，后改用半精度短顶梁，当面前空顶宽度达0.5米时，在第一排顶梁挂一架短顶梁作临时支护，短顶梁与液压支柱配合使用，具有操作方便，支护及时，节约木料等优点，从而有效地解决了工作面空顶宽大的难题。

通过近几年来对煤炭行业管理工作的总结，我县大部分煤矿已使用单体液压支柱支护采场，并取得了可喜的成绩，但对单体液压支柱的管理及使用仍存在很多问题，近年来的多起顶板事故，分析其原因都是使用及管理的问题，另外，初次上面使用，屡屡失败，主要是缺少这方面的管理操作人员，给煤矿带来不必要的损失。为了更好的利用单体液压支柱，发挥其在生产中的作用，保证人民生命财产不受损失，更好的节约生产成本，让我们大家在理论与实践中不断摸索，探讨，为乡镇煤矿的发展贡献一点微薄之力。