丁益新，李钱坤，华兴斌
（山东能源新矿集团翟镇煤矿，山东新泰271204）
摘
要
ZC5200/14．5/30综采充填支架采用铰接前梁—主梁—后部顶梁六柱支撑式结构，设置两棵专用尾梁立柱，重点增加了后部顶梁支护强度，将后部顶梁作为正常顶板进行支护，支架整体支护强度大，工作阻力达到5200KN 。关键词 六柱式综采
充填支架
设计优化
中图分类号TD823．7+
3
文献标识码
B
doi ：10．3969/j．issn．1005－2801．2012．06．61
*收稿日期：2012－03－06
作者简介：丁益新，山东科技大学采矿工程专业毕业，助理工程师，新矿集团翟镇煤矿特采队技术员。
1支架结构特点
ZC5200/14．5/30综采充填支架采用铰接前梁—
主梁—后部顶梁六柱支撑式结构，设置两棵专用尾梁立柱，重点增加了后部顶梁支护强度，将后部顶梁作为正常顶板进行支护，支架整体支护强度大，工作阻力达到5200KN 。另外，支架顶梁采用二段分体式结构，方
便了井下运输，
并能适应工作面顶板不平的状况。为提高充实率，该支架设计有铰接在底座上的捣实装置，由两个可调高油缸支撑，通过调整油缸高度，可实现全
断面充填捣实。该型号支架自重17．7t ，
总长度6．9m ，开采高度为1．45 3．0m ，可满足我国大多数矿井生产需要。2六柱式综采充填支架设计
2．1
支架的架型确定
综采充填支架架型分为四柱式和六柱式，四柱式充填采煤液压支架主要由前顶梁、后尾梁、四根立柱和
底座组成，
而六柱式充填采煤液压支架主要由前顶梁、后顶梁、六根立柱和底座组成，两种类型的支架表现的特性也不同。
根据四柱支撑式和六柱支撑式支架移动过程中的形态变化，六柱支撑式充填液压支架对顶板的控制效果要比四柱支撑式充填液压支架更好。
由于翟镇煤矿7202充填综采工作面地质采矿条件较复杂，局部地带存在复合顶板的问题，因此，对充填工作面顶板下沉的管理要求更高，为确保工作面在顶板揭露过程中只产生较小的下沉破坏，六柱支撑式充填采煤液压支架具有更好的控顶效果，最终确定采用六柱支撑式充填采煤液压支架。2．2支架的结构优化
（1）顶梁采用了铰接顶梁的结构，将顶梁分为二段式，
方便支架解体运输，方便支架在井筒中下井。顶梁设有单侧前后活动侧护板，避免了复合顶板破碎矸石从架间侵入影响充矸量。设计支架最大支护长度为
7273mm ，支架中心距为1500mm 。
（2）支架底座为整体底座，为了增强底座的刚度，减小变形，采用前过桥。
（3）支架采用四连杆机构，从而简化了支架的结构，既改善了支架后部工作条件，又具有足够的通风断面和行人空间。设计了前单后单的四连杆机构，连杆承受支架的全部水平力和抗扭力，因此要求有足够的强度和抗扭能力，它由Q460钢板焊成箱形结构。
（4）后梁为箱形断面结构，为充填矸石提供充填空间，用二个斜撑柱控制后梁的正常工作状态，后梁设计有可移动700mm 的导轨，可以吊挂开天窗的溜槽供充填矸石用。
（5）推溜千斤顶缸径为Φ160mm ，活塞杆Φ85mm ，行程700mm ，是支架最主要的千斤顶。千斤顶采用浮动活塞，保证足够的拉架力，减小推溜力，以保证溜槽不予损坏。拉架力和推溜力的确定：
拉架力：455kN 推溜力：179kN
（6）压实机构也是通过销轴与底座相连，利用2个抬高千斤顶将上压实机构上下摆动33ʎ，压实行程为1．5m 。
（7）原四立柱支架使用伸缩式前探梁，无护帮板，六立柱支架设计有护帮板，较好解决了复合顶板工作面片帮伤人现象。2．3支架参数
表1支架参数（表1）
项目类型（或参数）项目型号（或参数）
名称ZZ5200/14．5/30支架工作高度
1450 3000mm 工作阻力5200kN
支架宽度
1420 1590mm 初撑力4262kN 支护强度0．37 0．46MPa 支架运输长度
3690mm
对底板比压
0．25 0．36MPa
3配套机械设计
3．1
压实装置设计（1）设计目的及思路
压实装置在物料充填入采空区后，对物料进行推
压压实，
使充填物料在推压接顶的基础上达到一定的致密度，具有一定的抗压能力，能够承受顶板下沉的压应力，控制顶板下沉量，防止顶板下沉断裂，从而将地
面建筑物的破坏程度控制到要求范围内。
（2）压实装置组成
压实机由两个水平夯实油缸，两个调高油缸，一块压实板组成，压实机的铰接点与充填采煤液压支架底座相连。
（3）压实装置连接方式设计
两个水平压实油缸位于压实机的上部，其后座用铰链方式安装在支架底座上。水平压实油缸缸体外径中前部通过两个可以活动的连接环连起，连接环中部由两个调高油缸支撑。两水平压实油缸伸出端装有一块压实板，板面与缸体垂直。以上部件相互连接，形成一个整体机构。
3．2多孔底卸式刮板输送机特性及应用效果
研发应用了国内首部SGZ630/264型不规则开口的吊挂充矸刮板机。该刮板机电机功率为2ˑ132kW ，
链条采用2－Φ22ˑ86mm 高强度圆环链，提高了运输能力，降低了事故；双速电机实现低速启动、高速运转，减少了启动电流对电网的冲击；采用双速电机，取消了联轴器传动，缩小了驱动部体积；中部槽落矸口天窗采用不规则形状，增大了开口尺寸；抽板开闭采用单油缸旋转控制，提高了安全性、实用性。4
结束语
翟镇煤矿研制并应用了ZC5200－14．5/30六柱式液压支架。该支架相比原使用的四柱式充填支架加长了后顶梁的长度，增加了支撑后梁的两棵Φ180mm 的立柱；增加了压实装置，吊挂机构由固定式改为有700mm 行程的滑动机构。通过这些设计，增大了充填空间，提高了充填率，实现了真正的采充平行作业，提高了充填效率。
曙光矿2号煤层及顶板岩石力学测试
陈
明
（中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，北京100083）
摘
要
曙光煤矿主要对2号煤层和顶板泥岩进行了单轴压缩实验。试验表明，煤的柔性比顶板岩石好，岩石裂隙相对煤层裂隙较发育，顶板泥岩为软到中等坚固岩层，对现场支护参数的选取具有指导意义。关键词
单轴压缩
应力
应变
普氏系数
中图分类号P574．1+
2
文献标识码
B
doi ：10．3969/j．issn．1005－2801．2012．06．62
*收稿日期：2012－05－31
作者简介：陈明（1982－），男，工程师，2007年毕业于中国矿业大学（北京）工程力学专业，现就读于中国矿业大学（北京）岩土工程专业。
2号煤层为汾西矿业集团曙光煤矿主采煤层，煤
层及顶底板岩层力学参数是巷道支护设计的基础。为确定合理的支护参数，有必要测试和研究煤层及其顶底板岩石力学参数。在地质勘探报告已有材料的基础上，主要对2号煤层和顶板泥岩进行了单轴压缩实验，共制作了3个泥岩试验和3个煤岩实验。1
实验步骤
（1）安装轴向引伸计和径向引伸计，使引伸计各引脚接触试件表面。
（2）将试件置于试验机的承压板中心，调节球形支座，使试件受力均匀。（3）以轴向变形0．002mm /s 的速度加荷，每秒采集1个数据。数据采集系统自动采集荷载和变形值，直至破坏。
（4）记录加荷过程及破坏时出现的现象，并对破坏后的试件进行描述。
2实验数据整理
（1）岩石单轴抗压强度计算
R =P /A （1）
式中：R －岩石单轴抗压强度，
MPa ；P －试件破坏荷载，N ；A －试件面积，mm 2。
（2）计算岩石平均弹性模量和岩石平均泊松比。E av =（σb －σa ）/（εlb －εla ）（2）
μav =（εdb －εda ）/（εlb －εla ）
（3）式中：E av ―岩石平均弹性模量，
MPa ；μav ―岩石平均泊松比；
σa ―应力与纵向应变直线段起始点的应力值，MPa ；
σb ―应力与纵向应变直线段终点的应力值，MPa ；
εlb ―应力为σb 时的纵向应变值；εla ―应力为σa 时的纵向应变值；εdb ―应力为σb 时的横向应变值；εda ―应力为σa 时的横向应变值。（3）弹性模量值取3位有效数字，泊松比计算值精确到0．01。
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