[科普中國(guó)]-放頂支柱

又稱切頂支柱。用垮落法放頂時(shí)支設(shè)于采煤工作面與采空區(qū)交界線上專為放頂而安設(shè)的特種支柱。通常與摩擦支柱或單體液壓支柱配合使用，可替代木垛、叢柱、矸石帶等。

簡(jiǎn)史早期使用的放頂支柱為不帶推移裝置的機(jī)械式支柱。20世紀(jì)70年代，蘇聯(lián)“衛(wèi)星”型液壓放頂支柱的推廣使用，使放頂支柱獲得了一定發(fā)展。隨著液 壓支架的廣泛應(yīng)用，國(guó)外除前蘇聯(lián)外，其它國(guó)家已基本不用。中國(guó)1984年開始使用各種型號(hào)的液壓放頂支柱，但用量不多，尤其在一些曾配用過(guò)放頂支柱的單體液壓支柱工作面，改為在切頂排普通支柱間支設(shè)工作阻力為300kN的加強(qiáng)柱后，液壓放頂支柱用量進(jìn)一步減少，今后預(yù)計(jì)也不會(huì)有多大發(fā)展。1

適用范圍主要用于煤層厚度變化較小，頂?shù)装遢^平整，頂板中等穩(wěn)定以上，煤層傾角0°～15°，采高 0.6～0.8m，全部垮落法管理頂板和緩慢下沉頂板的 工作面。采取防倒防滑措施，亦可用于傾角15°～25°的中厚煤層工作面。

分類按工作原理分為機(jī)械式和液壓式兩種。

機(jī)械放頂支柱靠自身強(qiáng)度或摩擦力支撐和切斷 采空區(qū)懸頂?shù)姆彭斨е?。工作特性為剛性或增阻式，移設(shè)和升降靠手工操作，如摩擦式、螺旋式、齒條式放頂 支柱。這類支柱初撐力小、性能差、笨重、操作不便、 勞動(dòng)強(qiáng)度大。早已淘汰。

液壓放頂支柱又稱墩柱。由單根立柱和單個(gè)推 移千斤頂組成，以液壓為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)升降、前移等運(yùn)動(dòng)的放頂支柱。按伸縮范圍不同分為單伸縮和雙(多)伸縮 兩種。按使用條件不同分為普通型和防滑型兩類。

結(jié)構(gòu)和工作原理普通型放頂支柱由立柱、推移 千斤頂和操縱閥三部分組成。立柱為帶液 控單向閥的單伸縮或雙(多)伸縮液壓缸，有的活柱還 帶機(jī)械加長(zhǎng)段以增大工作行程。立柱是放頂支柱主要 承載構(gòu)件，位于工作面切頂線，用于支撐和切斷頂板， 工作阻力為600～2000kN。使用時(shí)，立柱間距應(yīng)與工作 面輸送機(jī)中部槽長(zhǎng)度適應(yīng)，通常為1.5m，也可按1.5m 的整數(shù)倍布置。推移千斤頂為雙作用液壓缸，兩端分別 與工作面輸送機(jī)和立柱連接。動(dòng)作時(shí)可分別移動(dòng)輸送 機(jī)和立柱。推移千斤頂工作行程700～1100mm。立柱 和推移千斤頂?shù)膭?dòng)作都由操縱閥控制，常見的操縱閥 為組合片閥或平面轉(zhuǎn)閥等。

液壓放頂支柱工作原理與液壓支架相似，不少原部件可與液壓支架通用。利用泵站供給 的高壓液作動(dòng)力源，實(shí)現(xiàn)立柱和千斤頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)。用液體 作工作介質(zhì)傳遞力和載荷，安全閥保證立柱工作阻力 恒定。支柱工作過(guò)程分為升柱—初撐—承載溢流，移輸 送機(jī)，降立柱，移立柱四部分。

普通型放頂支柱附加防倒防滑裝置便成為防倒防滑型放頂支柱。防倒防滑裝置有導(dǎo)軌式和連桿式兩類。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是導(dǎo)軌式必不可少的部件，使用時(shí)立柱沿導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，防止傾倒和下滑。連桿式由兩根鉸接在立 柱上的上下連桿將兩臺(tái)放頂支柱連為一體。移動(dòng)時(shí)兩 立柱互為支點(diǎn)，交替前移，立柱移動(dòng)軌跡為弧線。操作 順序是A立柱為支點(diǎn)，B立柱移半個(gè)循環(huán)進(jìn)尺升柱;B 立柱為支點(diǎn)，A立柱移一個(gè)循環(huán)進(jìn)尺;再以A立柱為 支點(diǎn)，B立柱移半個(gè)循環(huán)進(jìn)尺完成移柱過(guò)程。改變操作 順序和移動(dòng)步距，可使立柱沿工作面傾斜方向上調(diào)或 下移。

液壓放頂支柱優(yōu)點(diǎn)：①液壓放頂支柱初撐力大，工 作阻力通常為單體液壓支柱的三倍以上，為摩擦支柱 的六倍以上。②放頂效果好，能有效地管理頂板，消除 采空區(qū)懸頂對(duì)工作面的威脅。③工作面放頂和輸送機(jī) 移動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，減少放頂事故。④支柱帶有大頂蓋、 大底座、對(duì)頂、底板比壓小，軟底工作面也能發(fā)揮效能。 ⑤使用放頂支柱后，減輕了工作面支柱壓力，單體支柱 承受的載荷每根一般只有100～150kN，單體支柱用量 可減少四分之一以上。

液壓放頂支柱缺點(diǎn)： ①初期投資較單體支柱大。 ②使用靈活性、適應(yīng)性不如單體支柱。③薄煤層工作面 使用時(shí)有效空間減少，給行人和搬運(yùn)帶來(lái)不便。④支柱 使用范圍較窄，不能作為工作面基本柱使用。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

楊剛 - 教授 - 西南大學(xué)