复合顶板回采工作面液压支架适应性探讨

赵亮

铁法能源有限责任公司  112700

摘要：本文针对复合顶板回采工作面液压支架的适应性进行了深入探讨。通过对液压支架在实际应用中的表现和性能进行详细分析，以及对不同类型液压支架的优缺点进行比较，提出了一些改进措施和建议。本文旨在为液压支架的设计和生产提供有益的参考，以提高液压支架的适应性和可靠性，从而更好地满足矿山开采的需求。

关键词：回采工作面；符合顶板；液压支架

引言

复合顶板回采工作面是煤炭开采的重要场所，其顶板变化多样，给液压支架的使用带来了一定的挑战。液压支架是支撑和控制工作面采空区的重要设备，其适应性对于保证工作面的安全和高效生产具有重要意义。本文将对复合顶板回采工作面液压支架的适应性进行深入探讨。

1复合顶板的特点

复合顶板是指在进行回采作业时，顶板由两种或多种不同类型的岩层构成，具有一定的特点和难点。首先，复合顶板由多种不同类型的岩层构成，包括页岩、砂岩、石灰岩等，这些岩层在厚度、硬度、抗压强度、抗拉强度等方面存在差异[1]，导致顶板的运动方式和变形特征也不同，使得顶板的稳定性难以控制。此外，由于这些岩层的层理、节理等结构特征，还可能引发冒顶、片帮等事故，增加了顶板管理的复杂性。其次，复合顶板的岩层组合和力学特性会受到地质条件、采矿方法、开采强度等多种因素的影响，地质环境的变化，如地壳运动、岩层断裂等，都会对复合顶板产生影响。而气候条件，如降雨、温度、湿度等，也会对顶板的稳定性产生影响。这些因素的变化会导致顶板变形、开裂、下沉等现象的发生，从而影响采矿作业的安全性和效率。因此顶板状态会不断变化，需要持续监测和观察，以便及时发现和处理问题。同时，冲击危险性也是复合顶板的特点，在某些情况下，复合顶板可能会出现突然垮落或大面积下沉，造成冲击地压等危险，对作业人员和设备构成威胁。造成冲击危险性的来源主要有两个：一是复合顶板的不稳定性，二是采矿活动对周围环境的影响。复合顶板在受到外力作用时，可能会发生断裂、滑坡或下沉等现象，从而对矿工和设备造成冲击。同时，采矿活动产生的震动和应力也会加剧这种危险性[2]。因此，需要采取有效的支护措施，确保作业安全。最后，由于复合顶板的力学特性和变化性，在进行支护时需要采取不同的支护方式和手段，有时还需要根据实际情况进行动态调整，增加了支护的难度和复杂性。

2液压支架适应性分析

复合顶板回采工作面液压支架是一种广泛应用于矿山开采领域的设备，它能够有效地支撑和控制工作面顶板，确保采煤工作的安全进行。液压支架主要由支架结构和控制系统两部分组成。支架结构包括立柱、千斤顶、底座等主要部件，它们共同构成了支架的支撑体系。控制系统则包括液压泵、控制阀、传感器等，它们负责控制支架的工作状态，确保支架能够根据采煤环境的变化做出相应的调整。液压支架在工作过程中，能够根据采煤环境的变化自动调整高度和角度，确保顶板的稳定支撑。

液压支架的适应性是指其能够适应各种复杂工作环境的能力。影响液压支架适应性的因素主要有以下几个方面：
2.1结构设计和材料选择：液压支架的结构设计和材料选择是影响其适应性的重要因素。结构设计应该根据采矿现场的实际情况进行，以保证支架能够适应不同的地质和环境条件。同时，材料的选择也应该考虑到其强度、耐腐蚀性和耐磨性等性能，以确保支架的使用寿命和稳定性。
2.2液压系统性能：液压支架的液压系统性能对适应性也有很大的影响。液压系统的压力、流量和稳定性等参数应该根据采矿现场的需求进行调节，以保证支架能够适应不同的采矿作业要求。
2.3操作和维护：液压支架的操作和维护也是影响其适应性的重要因素。操作人员应该具备相应的技能和经验，能够正确地操作和维护液压支架，以保证其正常运转和稳定性。同时，定期的检修和维护也是保证液压支架适应性的必要措施。
2.4地质和环境条件：地质和环境条件是影响液压支架适应性的最直接因素。不同的地质和环境条件需要不同的液压支架结构和参数，因此，液压支架的设计和制造应该考虑到这些因素，以保证其适应性和稳定性。

为了提高液压支架的适应性，需要从以下几个方面进行分析：（1）支架结构优化：根据复合顶板的特性，对液压支架的结构进行优化，提高其稳定性、支撑力度和适应性。例如，对于地质条件较为松软的地区，可以选择轻质材料，如铝合金或高强度塑料；对于地质条件较为坚硬的地区，可以选择高强度钢材。同时，采用了一些先进的材料和技术，如高强度钢板、新型连接件和先进的焊接技术等。这些技术的应用，不仅提高了支架的强度和稳定性，还降低了支架的自重，提高了支架的移动性、稳定性和承载能力[3]。（2）液压系统优化：根据复合顶板的变化情况，选择合适的液压元件，如流量阀、压力阀等。液压元件的性能直接影响到液压系统的性能。选择性能稳定、可靠性高的液压元件，可以保证液压系统的稳定运行。同时，还要考虑各部件之间的匹配关系，以提高液压系统的整体性能。采用先进的控制算法，如模糊控制、神经网络等

[4]，实现对液压系统的精确控制，提高支架对复合顶板的适应性，以保证支架能够适应各种工况。（3）操作人员培训：大量案例指出操作人员对复合顶板液压支架的适应性存在一定的问题，主要表现为对不同顶板条件的识别和应对能力不足。这会导致液压支架无法充分发挥其作用，甚至可能引发安全事故。因此，我们需要通过加强对操作人员的培训，使其能够熟练掌握液压支架的操作技巧，提高操作人员的技能水平，以提升复合顶板液压支架的适应性，进一步提高工作效率和安全性。（4）设备维护保养：有效的设备维护保养可以确保液压支架的性能稳定，降低故障率，提高使用寿命。通过定期检查、润滑、清洁、更换易损件等措施[6]，可以预防设备故障，减少因故障导致的停机时间，保证设备的稳定性和可靠性。（5）采用多联式液压支架：多联式液压支架是一种新型的液压支架设计，其主要特点是将多个独立的液压元件集成在一起，形成一个完整的液压系统。这种设计能够提高液压支架的响应速度和稳定性，增强其对复合顶板的适应性。

3液压支架的选型和设计

在选择复合顶板液压支架时，需要考虑以下几个因素：支架的工作环境、工作强度、安全性能、成本等。首先，根据矿山的地质条件和工作需求，选择适合的支架类型，如支撑式、掩护式、收放式等。其次，根据支架的结构特点和技术参数，选择适合的型号和规格，以确保支架能够适应矿山的工作环境和生产需求。同时，为了提升生产效率和安全性能，也要充分考虑液压支架的设计，应根据矿山的地质条件和工作需求，设计合理的支架结构和液压系统，同时，矿山工作环境复杂，存在多种安全隐患，因此需要对液压支架进行防爆设计，确保设备在遇到危险情况时能够安全停机。

结束语

复合顶板回采工作面液压支架的适应性对于保证工作面的安全和高效生产具有重要意义。通过优化支架结构、液压系统、操作人员培训和设备维护保养等措施，可以提高液压支架的适应性。实际案例表明，新型液压支架在复合顶板回采工作面具有较高的稳定性和适应性，表现出了良好的性能和稳定性。因此，推广和应用新型液压支架将是提高复合顶板回采工作面安全和生产效率的有效途径。

参考文献

[1]景星星.大采高加长工作面液压支架选型及顶板控制技术研究[J].机械管理开发,2023,38(12):289-290+293.

[2]丁丹.复合顶板综采工作面矿压显现规律及支架-围岩稳定性研究[D].安徽理工大学,2022.

[3]李浩男.大倾角煤层长壁综采液压支架适应性研究[D].西安科技大学,2022.

[4]刘树新,邢杰.复合顶板回采工作面液压支架适应性探讨[J].煤矿机械,2021,42(02):81-83.

[5]张亚珠.采煤工作面回采巷道超前垛式支架设计研究[D].山东科技大学,2019.