1、江西煤炭科技2023年第1期摘要：综采工作面停采是煤矿生产的重要工序，停采支护质量直接决定采煤设备回撤进度，本文针对大同矿区双系煤层大采高工作面普遍采用的“柔性网+钢丝绳+钢带”停采支护方式在停采末期所面临的柔性网支撑上托难题，通过调研，设计了一种多功能停采支撑柔性网装置。通过在双系8 1 0 8大采高工作面应用试验，表明该装置能及时有效地对机道、煤壁柔性网进行支撑，达到了预期效果。该装置的设计为综采工作面停采机道处柔性网管理提供了全新的支撑方式，提高了停采支护的施工质量和施工效率，节省了搬家倒面时间，具有一定的推广应用价值。关键词：综采面停采；柔性网；多功能支撑装置；支护中图分类号：TD3
2、5 5文献标识码：A文章编号：1 0 0 6-2 5 7 2（2 0 2 3）0 1-0 0 0 7-0 3Design and Application of Multifunctional Supporting Equipment in Flexible NetZhang Xiaodong(Wajinwan Coal Industry Co.,Ltd.,Jinneng Holding Coal Industry Group Co.,Ltd.,Datong,Shanxi 037042)Abstract:In view of the difficulty of supporting with f
3、lexible mesh at the end of mining suspension in the flexible mesh,wirerope and steel belt stoping support mode commonly used in the large mining height working face of the dual system coal seam inDatong mining area,a multi-functional stoping support flexible mesh device that can support the flexible
4、 mesh of the roadway andcoal wall in a timely and effective manner is designed in the paper,which provides a new support mode for the flexible networkmanagement at the stoping roadway of the fully mechanized mining face,improves the construction quality and efficiency of thestoping support,saves the
5、 time for moving and reversing the face,and has certain promotion and application value.Key words:stop mining in fully mechanized coal face;flexible net;multifunctional supporting equipment;support柔性网多功能支撑装置设计应用张晓东（晋能控股煤业集团挖金湾煤业有限责任公司，山西大同0 3 7 0 4 2）现阶段，国家一直在推进煤炭安全、高效、智能、绿色开采，这也对煤矿配套装备的技术革新、自动化转型提出
6、了新的要求1。综采工作面安全回采是煤矿安全生产的重要环节，停采质量的高低直接决定了综采工作面采煤设备的安全回撤，尤其是机道顶板支护质量的好坏直接影响着液压支架的回撤效率。经过一段时间的探索、研究和应用，山西省大同矿区双系煤层停采支护技术不断优化，采用“柔性网+钢丝绳+钢带”的停采支护技术有效地节省了支护材料和人力投入，提高了停采效率。为了便于液压支架回撤，工作面停采期间均留设足够宽度的回撤机道。该停采支护技术在施工过程中柔性网的施工质量尤为重要，柔性网铺设是否平展决定着钢丝绳和钢带锚索支护的施工效果及液压支架后侧压网尺寸和煤壁护帮的留网尺寸，进而影响着整个停采支护质量。为了降低工人劳动强度、减
7、少挪移操作次数、提高柔性网施工质量和工作面现场安全质量标准化水平，经过综合安全对比分析，提出一种全新的停采柔性网支撑装置。因此时液压支架已不需拉移行走，支架配有的推拉、抬底液压操作阀在停采支护过程中可为装置提供动力，实现装置构件的垂直升降和水平移动，于是利用液压控制技术2研究设计了多功能柔性网支撑装置。可通过控制液压操作手把来控制装置相应构件的垂直升降、水平推移，来实现柔性网的竖直上托和水平支撑，提高停采支护施工质量和施工效率。1多功能支撑装置的设计背景目标1.1设计背景随着煤矿综采工作面停采支护技术不断优化改进，挖金湾煤业公司8 1 0 8工作面采用“柔性网+钢丝绳+钢带”停采支护技术。由于
8、回撤支架留设4台掩护支架，设计机道宽度为4.2m，而支架顶梁、护壁板均伸展后，护壁板最前端距停采煤壁2.5m，而机道顶板还需施工多排钢带和组合锚索来满足支护强度，同时后期施工护帮支护时，由于顶网不彻底，造成施工停采支护效率低、工程效果7江西煤炭科技2023年第1期差等问题。现工作面停采末期采用管类或木质棒戗于液压支架二级护壁板底孔处，其主要缺点有：由液压支架护壁板配合顶网，造成柔性网撑不平、展不开而降低工程效果，且管类易将柔性网顶穿，损坏柔性网，降低柔性网支护质量，且管棒类易从护壁板底孔穿出打伤工作人员，易脱落、多次操作也很难满足施工需求。顶完一处网后还需人员挪至下一处，重新操作液压支架，增加
9、了施工工序，降低了施工效率。由于施工进度受到制约，顶板易破碎掉渣，柔性网接顶不严实，打眼后往孔内送树脂时需登高找孔，增加了操作人员的危险性。因此，这种铺网方式将对顶板支护、后期液压支架回撤、工作人员施工安全等带来较多安全隐患。1.2设计目标以8 1 0 8停采面所 采用的Z Y 1 2 0 0 0/2 4/4 8 D型掩护式支架结构及技术参数基础，考虑安全、强度及现场实用性等因素，设计一种便于运输、拆卸、安装，易于操作的撑网装置，在工作面液压支架护壁板支撑不到的地方由该装置配合液压支架护壁板很好地将柔性网支撑起来，便于施工机道顶板支护和煤壁护帮支护，同时兼顾树脂送孔等避除原撑网方式带来的安全隐
10、患和各类弊端，且不会影响或增加停采末期施工工序及大量的人力投入。该停采面回撤设计机道留设掩护支架4台支撑顶板，机道宽度4.2m，停采平均采高3.6m，考虑煤壁顶帮角处片帮，后期需撑网长度约2.5m。柔性网多功能支撑装置由矩形方钢、钢板、槽钢、液压千斤等材料设计制作，分段制作支撑架；具体为第一支撑架和第二支撑架，用来满足撑网强度、便于运输、安装拆卸等目标，同时实现平面支撑、竖直面上托（设计托起高度3 0c m）和帮角戗网的功能，其能对煤壁上帮角柔性网进行彻底支撑，便于施工护帮支护，提高了作业效率和停采支护工程质量，为采煤设备回撤提供了一个安全的回撤通道，实现设计需求。2多功能支撑装置的组成柔性网
11、多功能支撑装置由第一支撑架、第二支撑架、连杆构件、水平推移千斤、升降千斤、煤壁帮角撑杆6大部分组成。第一支撑架由连接端、第一纵向撑杆、第一肋板、第二肋板、第一横向撑杆、推移支撑槽、液管托架、第五肋板、第六肋板、第二支撑架滑道1 0个小部分组成。第二支撑架由第二纵向撑杆、第二横向撑杆、第三肋板、第三横向撑杆、第四肋板5小部分组成。连杆机构呈“”状，装置如图1所示。1-连接端，2-第一纵向撑杆；3-第一肋板；4-第二肋板；5-第一横向撑杆；6-水平推移千斤；7-第二横向撑杆；8-第二纵向撑杆；9-第三肋板；1 0-第三横向撑杆；1 1-第四肋板；1 2-第四横向撑杆；1 3-连杆构件；1 4-推移
12、支撑槽；1 5-升降千斤；1 6-液管拖架；1 7-第五肋板；1 8-第六肋板图1多功能支撑装置结构2.1第一支撑架第一纵向撑杆由2根长度为1 5 5c m的1 2 0号（厚7mm）矩形方钢制作，在方钢一端掏直径为3 6mm圆孔，用销子与液压支架二级护壁板固定，用液压支架护壁板带动装置整体在竖直面内升降。连接端由2 5c m长的1 2 0号（厚7mm）矩形方钢焊接在第一中纵向撑杆的圆孔端，并在连接端和第一纵向撑杆套孔端配合制作“C”型槽，槽深1 2c m，槽宽4c m，在连接端对应第一纵向撑杆位置掏直径3 6mm圆孔，与第一纵向杆配合实现装置整体与液压支架二级护帮板的固定。同时在两侧和非连接端
13、用1 0mm厚钢板制作第五肋板和第六肋板拉紧，增加连接端强度。第一横向撑杆以第一纵向撑杆轴线为基准，用长度为8 2c m的1 2 0号（厚7mm）矩形方钢焊接在2根纵向撑杆之间，形成第一横向撑杆，并在横向撑杆中部用8mm厚钢板焊接制作水平推移千斤铰接座（铰接座两侧掏7c m长的方形孔，便于安装固定销固定水平推移千斤末端），用于连接水平推移千斤。同时在第一横向撑杆与第一纵向撑杆上部、靠近支架侧用1 0mm厚钢板制作第二肋板，提高此处强度，来保证水平推移千斤的安全动作。推移支撑槽在距连接端1.2 3m处的第一纵向撑杆内部制作，在第一纵向撑杆内部下端焊接6mm厚钢板将第二支撑架托起，形成推拉活动行程
14、为3 0c m的支撑槽，使第二支撑架运行更加安全可靠。液管托架由2节5c m长的1 2号槽钢制作，分别焊接在第一纵向撑杆的第六肋板前方，便于高压液管穿过此处。2.2第二支撑架第二纵向撑杆由2根9 0c m长的1 0 0号（厚8江西煤炭科技2023年第1期7mm）矩形方钢制作。第二横向撑杆由长度为1 0 2c m的1 0 0号（厚7mm）矩形方钢制作，焊接在第二纵向撑杆的两端。并以其轴线为基准，用1 0mm厚钢板制作水平千斤伸缩端铰接座（铰接座呈“U”型两侧掏7c m长的方形孔，便于安装固定销固定水平推移千斤伸缩端），同时在“U”铰接座下部制作升降千斤尾端铰接耳（耳长5c m，宽1 0c m，耳
15、间距9c m），用于连接升降千斤固定端。第 三 横 向 撑 杆 由1 0 2c m长 的1 0 0号（厚7mm）矩形方钢制作，焊接在第二纵向撑杆的两端，并在两焊接端下部和靠近支架侧用1 0mm厚钢板制作第四肋板和第三肋板，并进行拉筋，来提高第二支撑架的支撑强度；同时以轴线为基准，用1 0mm厚钢板在其下部焊接铰接耳（铰接耳长5c m，宽1 0c m，两耳间距为5c m），实现第三横向撑杆与连杆构件短边自由端的连接固定。2.3连杆构件及帮角撑杆连杆构件为整体结构，呈“”形，夹角角度为1 3，短边长4 8c m，长边为短边长度的2倍，用4 0mm厚钢板制作，短边自由端与第三横向撑杆铰接，长边与第四
16、横向撑杆焊接，并在长边与短边末端用1 8mm钢板制作“门”型铰接耳，实现与升降千斤伸缩端的固定，通过升降千斤驱动连杆构件动作，进一步推动煤壁帮角撑杆（第四横向撑杆）动作，将顶板掉渣处柔性网托起，便于找孔，完成树脂输送。同理亦可实现煤壁帮角处柔性网的支撑，便于施工护帮支护。煤壁帮角撑杆（第四横向撑杆）由1 0 2c m长的1 0 0号（厚7mm）矩形方钢制作，与连杆构件长边自由端焊接，焊接面截面积为4 0mm1 0 0mm。3多功能支撑装置实施方式及适用范围3.1实施方式为了提升现场组织效率，一般割完最后2刀煤同时施工机道顶板最后两排支护，在割完最后1刀煤开始扫机道浮煤时，跟机开始放网、收回护壁板，停机后在钻机附近安装多功能撑网装置，一台钻机配1套撑网装置。将第一撑架用销子安设在液压支架二级护臂板上，将升降千斤、水平推移千斤、连杆构件及第二支撑架通过铰接、套装（第二支撑架置于第一支撑架滑道上）安装在第一支撑架上，并将升降千斤和水平推移千斤通过高压液管与工作面液压支架操作阀（原推拉、抬底操作阀）连接（由于液压支架此时已不需行走、抬底功能，操作阀可用于连接撑网装置所用千斤），高压液管串过液管
