
在山西焦煤西山煤电机电厂支架制造车间里,一组白色的“钢铁长龙”静卧着,散发着崭新的金属光泽。这是ZLH2×5000/23/37滑移式临时支护装置——第三代产品。
这条由四组装置连接而成的“长龙”总长超过20米,却比传统同类支架轻了整整30吨。它的使命很明确:在西山矿区9#煤的难采煤层中,撑起一片安全的顶板天空。
为了这一刻,研发团队已奋斗四年。
时间倒回2019年。西铭矿9#煤综采工作面,8#煤和9#煤之间的间距最薄处仅800毫米,有些地方甚至已经贯通。工友们采用架空工字钢支护,棚子回撤时要拆托盘、扛大梁,操作困难且危险。
“超前支护20米,约需100根单体支柱,全部人工打设。”这是当时的常态。更棘手的是,9#煤顶板破碎,常规超前支架笨重,反复支撑反而会损坏顶板。
“我们做超前支护已经很多年,但在常规的迈步式支架移架时,6米左右的顶板会完全失去支护,风险很大。”机电厂设计院党支部书记兼副院长李岩回忆。
2022年,滑移式临时支护装置被列为西山机电厂年度重大科研攻关项目。研发团队定下两条核心思路:“滑移式”结构,以及“支护不离顶、移架不接顶”。
“我们借鉴了滑移式结构的理念,结合四连杆的稳定性,设计出这种组架结构。”李岩说,“工作阻力通过核算单体支柱数量反算出来,大家一致认为这个方案最靠谱。”
同年9月,第一代装置下线,通过中国煤炭工业协会鉴定,达到国际先进水平。次年,项目斩获中国煤炭工业科学技术奖三等奖、山西焦煤科技进步奖一等奖,5项专利全部授权。

2023年,首套装置在西铭矿49709工作面投用后,成绩单令人振奋:同比超前开采58米,增产4万余吨,开采进度提高10%,巷道变形量减少30%至50%,每班作业人员减至1到2人。“每日推进度由6刀增至6.5到7刀,全月增产原煤1万余吨。”这是矿方发布的数据。
然而,研发团队没有时间庆功。
“最难熬的是顺梁和顶梁的高度问题。”李岩说。第一代装置顺梁占了900毫米,在两米三的最低高度下只剩一米四的空间,“一个一米七高的人得弓着身子过,换两米直径的滚筒根本进不去。”为了削减尺寸,团队把结构件做薄,但八米二长的顺梁弯矩很大,容易变形开裂。“经常校形,工人们都不愿意干这个活。”

2024年,第二代产品将推移步距从1600毫米缩短到1000毫米,总长减少2.2米,巷道通过性大幅提升。
挑战接踵而至。2025年,第二个工作面压力骤增,π型梁被压成严重的“锅底状”,装置接顶面积减小、受力不均。“那是孤岛工作面(指四周被采空区包围的工作面,压力极大),压力最大,顶板被压出了弧度,我们的设备过去后只能突出点挨住,支护率下降。”矿上开了好几次会,最后决定做好安全防护继续采完。
“顶板在变,我们的装置也必须跟着变。”第三次优化火速启动,团队将顶梁设计成可调节高度,让装置能够适应不平的巷道。同年8月,一篇总结这一轮技术突破的省部级论文正式发表。

2026年3月,第三代装置完成生产。
与传统ZTC40000超前支架相比,它在总工作阻力相同的情况下,总重减少了30吨。李岩算了一笔账:“按市场价一吨一万七算,30吨就是50万。材料用的是Q550高强度板材,通过有限元分析反复迭代计算,既保证强度又实现轻量。”
推移步距锁定在1000毫米,实现了“一刀一推”。电液控远程遥控功能让一键升降、一键移架成为现实。未来它还能接入井下集控中心,实现自动支护、姿态感知、远程监测。
但李岩最看重的不是这些技术指标。
“我年轻时扛过单体支柱。”他停顿了一下,“六根直径50毫米的管子,走了300米就走不动了,肩膀疼得不行,最后拖着进去。我真扛不动了。”他语气认真起来:“能用机械化解决的问题,哪怕设备贵一点儿,只要能替换掉人工、降低劳动强度、提高安全性,花多少钱都值。你扛单体的时候,万一顶板来压、柱子倒了,砸脑袋上一下就完了。”
说到这里,他笑了笑:“第一次看到遥控器能控制装置升降时,大家都特别高兴。就像生小孩儿一样,从无到有。后来听到矿上说产量提高了,确实给兄弟们解决了问题,那成就感,没白干。”
“杜儿坪矿已经有了采购意向。”李岩说,“也许还会有第四代、第五代。只要矿方有需求,我们就接着优化。”
车间里,那组白色的“钢铁长龙”静卧着。它即将深入地下数百米,撑起的不只是一片安全的顶板,更是一个关于“智造”与“坚守”的承诺。