２０１２年第１期 ．糸堪晨科技 ２１７ 高瓦斯矿井用ＺＹ２０００／０８／１ ６型液压先导阀支架 甘志艳，丁桂霞 （山东枣矿集团鲁南装备公司枣庄分厂，山东枣庄摘要２７７１５９） 针对贵州绿塘矿支护高度在０．８～１．６ｍ煤层高瓦斯环境下使用的薄煤层液压支架，研究如何合理加大薄煤层支架断面，实现高瓦斯 薄煤层综采机械化高效开采。本项目的研究对于预防、控制瓦斯爆炸事故，实现煤矿安全生产，有效防治煤矿重特大瓦斯事故的发生具有重要 意义。 关键词 高瓦斯环境 薄煤层 先导阀 液压支架 中图分类号ＴＤ３５５ ．４１ 文献标识码Ｂ １项目研究的背景 本项目针对贵州绿塘矿支护高度在０．８～１．６ｍ煤 层高瓦斯环境下使用的薄煤层液压支架，研究如何合 理加大薄煤层支架断面，实现高瓦斯薄煤层综采机械 化高效开采。本项目的研究对于预防、控制瓦斯爆炸 事故，实现煤矿安全生产，有效防治煤矿重特大瓦斯事 故的发生具有重要意义。 ２理论依据 在煤炭开采过程中，多种灾害事故时有发生。但 一次死亡１０人以上的特大事故中，绝大多数是由于瓦 斯爆炸，约占特大事故总数的７０％左右。我国目前国 有重点煤矿大多数属于瓦斯矿井，其中高瓦斯矿井和 突出矿井占全国矿井总数的４４％。高瓦斯矿井采煤 工作面所需风量（主要依据瓦斯涌出量计算）一般都 很大，为满足《煤矿安全规程》中高瓦斯矿井最小风速 的要求，可加大工作面断面尺寸（主要是支架断面尺 寸），则可以有效减小风速。尤其是薄煤层，由于煤层 低，空间狭小，更要杜绝因通风断面小而引起的瓦斯积 聚。八功能手动先导邻架控制操纵阀组、多芯管技术， 使阀集成度高、体积小、重量轻，易于在架问布置安装， 特别适合于薄煤层支架。八功能手动先导邻架控制操 纵阀组由４片手动先导控制阀组、８功能液控主阀组 和相匹配的多芯管组成。阀组全部零件采用不锈材料 制造，插装式阀芯，可实现井下免插拔维护。具有结构 紧凑、操作灵巧简便、工作可靠、寿命长、体积小、重量 轻等特点。多芯管采用德国先进的一管多芯结构，接 口采用ｓｔｅｃｋｏ插入式，快速、安全、可靠，两头分别连接 十收稿日期：２０１１—０６—３Ｏ 作者简介：甘志艳（１９７４一），女，毕业于山东科技大学自动化专 业，现一 ｔ：ｔｌａ东枣矿集团鲁南装备公司枣庄分厂金工车间，助理工 程师。 液控主阀组和手动先导控制阀组，实现分体、一管式控 制，多芯管结构简单、紧凑、可靠。 ３主要研究的内容 通过加大工作面断面尺寸（主要是支架断面尺 寸），预防、控制瓦斯爆炸事故，实现煤矿安全生产，有 效防治煤矿重特大瓦斯事故的发生。由于是邻架操 作，多芯管在移架时容易碰立柱，为此专门设计特殊的 带有角度的主阀架安装在顶梁上方，合理布局先导操 纵阀和主阀的位置，使多芯管绕开立柱，有效避免多芯 管碰损的问题。 （１）加长顶梁长度、底座长度，加大薄煤层支架断 面，实现高瓦斯薄煤层综采机械化高效开采。 （２）架型采用整体顶梁，二柱掩护式，满足大伸缩 的要求，适应采高０．８～１．２ｍ薄煤层机械化开采。支 架的整体构造采用了“人机工程学”的原理，结构紧 凑，操作方便。 （３）支架总体结构参数优化，梁端距变化小，顶梁 前部较薄，保证配套设备和行人具有充裕的空间。 （４）对支架结构件材料进行升级换代，结构件材 质９０％采用４５ｋｇ级以上的高强板。 （５）液压系统管路布置采用悬挂软连接的方法， 解决薄煤层液压支架管路布置的难题。 （６）顶梁、掩护梁弹簧套筒改为导向杆装置，提高 了顶梁侧护板、掩护梁侧护板导向装置的强度和可靠 ｊ生。 ４主要研究过程 （１）通过充分的调研论证，围绕高瓦斯液压支架 的开发研制成立了技术攻关小组。 （２）顶梁长度、底座长度加长，加大薄煤层支架断 面，实现了高瓦斯薄煤层综采机械化高效开采。 （３）工程技术人员经常深入到车间现场进行技术 ２１８ 互撼晨科技 生具有重要意义。 ６存在的主要问题及今后的设想 ２０１２年第１期 指导，做到技术、工艺服务及时到位。 ５成果（关键技术与创新点） 本项目通过对顶梁和底座的长度进行加长，加大 了薄煤层支架断面，对于预防、控制瓦斯爆炸事故，实 现煤矿安全生产，有效防治煤矿重特大瓦斯事故的发 （上接第２１６页） 由于多芯管外形比较粗而且长，不利于悬挂，移架 时容易拉伤管子，没想今后设计一套活动悬挂装置，方 便移架时多芯管跟着滑动。 从降低煤层的自然发火的可能性、提高开采过程 论，可根据工作面漏风风速和温度划分工作面具有不 同的自燃规律的“三带”即冷却带、自燃带和窒息带， 的安全性的角度出发合理选择采煤方法非常必要。走 向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法对防治采煤工作面自 然发火有利，房柱式、巷柱式等采煤方法不利于自然发 火防治，在开采有自燃倾向性的煤层时，应避免采用。 对于有自然倾向性的厚煤层，倾斜分层法回采率较高， 对防治自燃发火最有利。放顶煤开采特别是综采放顶 煤开采，由于回采率较低，给防治自燃带来了难题。 ２．１ 浮煤厚度 工作面浮煤大量堆积，缓慢氧化放出热量，同时热 量又会通过顶底板岩层传导散发被风流带走。工作面 大量的遗煤中，只有那些浮煤有足够厚度、煤氧化产生 的热量大于散发热量的地点，才能引起煤体升温，最后 导致自燃。 对工作面遗煤来讲，人们关心的是可能发生自燃 的那些区域内的浮煤量，而不是整个工作面的遗煤总 量。矿井采区和工作面开拓方式和采煤方法是影响浮 煤厚度的根本因素。回采率、采煤工作面日产量决定 采煤工作面浮煤厚度。回采率越高、采煤工作面日产 量越低，采煤工作面浮煤厚度越小，工作面浮煤自燃危 害性越低。 ２．２工作面漏风强度 工作面存在漏风风流，给浮煤自燃提供了必要的 连续的供养条件，漏风风流风速直接影响工作面浮煤 的散热，工作面氧浓度的分布也取决于漏风分布。 合理的工作面通风系统，可以减少工作面的漏风 量，降低工作面自燃危险性。矿井通风系统优化的目 标有：（１）通风网路结构合理；（２）降低主要通风机风 压；（３）尽量降低采区和工作面进回风的通风压差； （４）减小工作面、煤柱裂隙和火区的漏风压差；（５）通 风结构布局合理。 新鲜风流经回采工作面后，带走采场内的瓦斯，降 低工作面温度。通风风流形成风压，导致采煤工作面 和工作面采空区之问的风压差。【］ｕ采工作面和工作面 采空区不可避免会存在漏风联系。只要采煤工作面有 风流通过，工作面采空区内冒顶岩石的孔隙和裂隙中 的气体就必然处于流动状态。漏风量随漏风通道两端 的风压差增大而增大，随漏风阻的增大而减小。 ２．３工作面推进进度 根据煤自然发火的特征和工作面自燃“三带”理 工作面自然发火一般发生在自燃带内。根据工作面自 燃“三带”范围分布情况可以断定工作面自燃危险性 和确定回采工作面的最小安全推进速度时，处于工作 面氧化带内的遗煤将会在尚未发生自燃以前便被甩入 窒息带，可以在很大程度上降低自然发火危险性。 ３ 自燃防治措施 对于采煤工作面自燃危险性，进行安全生产现状 分析评价时，考虑防治因素和管理因素更为合理。灾 害防治决策支持系统中进行危险性评价的目的是得出 安全防治措施。根据安全专家知识库，得出灾害防治 措施和防治方法，专家系统还需要对灾害防治措施的 合理性和有效性进行评价，因此专家系统中应该包含 灾害防治和管理类指标。 采煤工作面自燃危险性分析属于区域危险性分 析，区域自燃危险性分析的目的是判定灾害危险性等 级，寻求防治对策，其评价指标体系中应包括自燃防治 因素。实际上采用面向对象观点和方法建立评价体系 时，由于具有模块化和易维护的优点，增减其中的某一 模块只是涉及到指标权系数的改变，完全可以根据需 要对指标体系进行维护。 对防灭火技术与措施比较容易进行统计和分析， 并且一般都有相关的标准和方法便于对指标进行量化 评价。管理和投入因素则是定性化指标，评价时进行 数据统计和分析并形成评价标准有一定的难度。 ４结束语 矿井使用的防灭火技术、措施和装备的种类和数 量都会影响工作面自燃危险性的分析结果。某些矿井 可能只使用其中的某种比较常用的成本较低而又有效 的手段进行：［作面防火火，也可能同时装备和使用其 中的几种方法。埘工作面自然发火危险性进行分析 时，矿井使用的防灭火技术、措施个装备的权系数确定 可自根据在开采过 中使用防火火手段进行工作面自 然发火预防时的作用大小而定。
