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        大傾角中厚煤層綜采工作面安裝工藝與安全管理實踐

        2016-05-28 19:41:55袁興祿
        科技與創(chuàng)新 2016年9期
        關(guān)鍵詞:安裝工藝綜采工作面設(shè)備安裝

        袁興祿

        摘 要:大傾角中厚煤層綜采工作面不但傾角較大,而且設(shè)備體積大、質(zhì)量大,在設(shè)備安裝和安全管理方面均有較大的難度。以南桐煤礦7403下段工作面綜采設(shè)備的安裝情況為例,在安裝工藝和安全管理方面總結(jié)出一套有針對性的解決方法,以期為相似工作面的安裝提供參考和借鑒。

        關(guān)鍵詞:綜采工作面;設(shè)備安裝;安全管理;安裝工藝

        中圖分類號:TD823.21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.104

        隨著煤礦機(jī)械化、自動化、智能化和信息化建設(shè)的不斷推進(jìn),西南地區(qū)大傾角中厚煤層條件下的綜合機(jī)械化采煤設(shè)備被廣泛應(yīng)用。在具體工作中,不僅大傾角綜采工作面與近水平工作面的傾角比較大,而且中厚煤層的綜采設(shè)備與薄煤層相比,體積、質(zhì)量都很大,在設(shè)備安裝和安全管理方面也有較大的難度。如果不采取有效的措施,極易發(fā)生提升運輸、設(shè)備下滑和人身傷害等事故。因此,總結(jié)、研究大傾角條件下綜采設(shè)備的安裝工藝和安全管理情況,對保障礦井安全生產(chǎn),充分體現(xiàn)大傾角綜采高產(chǎn)、高效的優(yōu)勢有十分重要的意義。

        1 工作面概況

        1.1 地質(zhì)情況

        7403N下段工作面是該礦首個大傾角中厚煤層綜采工作面。工作面位于該礦北翼三采區(qū),上部7403N上段、南面7403S下段均回采完畢。該面布置走向長414 m,傾斜長187 m,煤層厚度1.4~4.2 m,傾角36°~40°。

        1.2 安裝切眼概況

        7403N下段工作面安裝切眼為矩形斷面,掘進(jìn)方式為跟頂掘進(jìn),成型方式為部分成巷然后進(jìn)行刷巷成型。開切眼的參數(shù)為6 000 mm×2 500 mm(寬×高),支護(hù)方式為錨桿、錨索、單體液壓支柱支護(hù)。

        1.3 設(shè)備選型情況

        液壓支架為ZQY4000/15/37型,115架;運輸機(jī)為SGZ-730/320型,1架;采煤機(jī)為MG250/630-AWD(1.14 kV),1臺。

        2 絞車提升能力和鋼繩安全系數(shù)驗算

        2.1 校核絞車提升能力

        在工作面切眼上口布置安裝硐室(寬4.0 m×深6.0 m×高2.0 m),安裝2臺JSDB-16型雙速絞車,絞車基礎(chǔ)采用錨桿、地錨和單體液壓支柱固定,在切眼安裝提升支架和設(shè)備時使用。絞車牽引力F為280 000 N,配用6×7FC-Φ28的鋼繩,破斷拉力P為509 000 N,則絞車受到的最大拉力為:

        Fmax=M(sinα+f1cosα)g+qLg(sinα+f2cosα). (1)

        式(1)中:Fmax為絞車所受最大拉力,N;M為提升最大質(zhì)量,取15 100 kg(液壓支架14 000 kg,平板車1 100 kg);g為重力加速度,9.8 N/kg;q為鋼繩每米質(zhì)量,取2.83 kg/m;L為鋼繩長度,取170 m;α為切眼傾角,取36°;f1為平板車阻力系數(shù),取0.01;f2為鋼繩阻力系數(shù),取 0.2.

        將相關(guān)數(shù)值代入式(1)中可得:Fmax=91 711 N。

        因為Fmax=91 711 N

        2.2 校核鋼繩安全系數(shù)

        鋼繩的安全系數(shù)為:

        Ma=P/Fmax. (2)

        式(2)中:Ma為鋼繩的安全系數(shù);P為鋼繩破斷拉力,509 000 N;Fmax為絞車所受最大拉力,N。

        將相關(guān)數(shù)值代入式(2)中可得:Ma=509 000/91 711=5.5.

        由于同時采用兩臺絞車提升,兩根鋼繩型號相同,鋼繩安全系數(shù)為2×5.5>6.5,所以,鋼繩安全系數(shù)滿足要求。

        3 安裝工藝

        3.1 安裝順序

        在安裝第一架排頭支架前,先將運輸機(jī)機(jī)頭架下放到煤壁超前排固定好,待安裝好3架排頭架后即可安裝機(jī)頭架。同時,利用支架平板車下放運輸機(jī)中部槽與支架同步安裝,并保證超前支架中有2塊中部槽。當(dāng)支架安裝到距上出口15~20 m處時,停止安裝,待采煤機(jī)安裝完成后,再安裝剩下的支架和運輸機(jī)機(jī)尾部分,并敷設(shè)刮板和圓環(huán)鏈。工作面設(shè)備安裝布置情況如圖1所示。

        3.2 支架安裝

        在安裝支架時,要注意以下幾點:①支架自下而上逐架安裝,安裝順序為,支架運至切眼上口→下放到位后→卸車→旋轉(zhuǎn)調(diào)正→升架達(dá)到初撐力→打開側(cè)護(hù)板。②支架轉(zhuǎn)運到工作面切眼上口組裝完畢后,將2#絞車鋼繩與平板車前端連接,1#絞車鋼繩通過730運輸機(jī)鏈條、25T卸扣配合與支架底座、前探梁前端連接。支架采用豎放方式,方向為前探梁向上,底座向下。③將平板車推至切眼上口處,1#、2#絞車松繩,下放支架,1#絞車控制支架下放速度,2#絞車鋼繩穩(wěn)固平板車,作為保險繩使用。④用1#絞車把支架下放到距安裝點3 m的位置(2#絞車同步松繩),收緊1#絞車鋼繩,放松2#絞車鋼繩,卸去支架與平板車M30的聯(lián)接螺栓和繩扣,并收緊2#絞車鋼繩,松1#絞車鋼繩使平板車與支架分離,并用1#絞車將支架下放至安裝位置。⑤用鏈條或繩扣把平板車固定在上方軌道上,防止下滑,拆除2#絞車鋼繩與平板車的連接裝置,將2#絞車鋼繩與支架前探梁用730運輸機(jī)鏈條、25T卸扣可靠連接,并收緊2#絞車鋼繩。采用片閥引出的方式遠(yuǎn)距離(大于3 m)控制支架,支架頂梁距離頂板不得大于200 mm。⑥拆除1#絞車鋼繩,將其通過導(dǎo)向滑輪與支架前探梁尾部連接,拖拉支架使其尾部平行貼近于南幫。同時,2#絞車鋼繩下放,2臺絞車相互配合將支架由南向北旋轉(zhuǎn)調(diào)正。在調(diào)向過程中,可以使用單體液壓支柱推、抵支架底座輔助調(diào)向。支架調(diào)向過程如圖2所示。⑦支架調(diào)正且垂直于煤壁后,遠(yuǎn)距離控制升起支架達(dá)到初撐力(待支架安裝完后再改為鄰架操作),并打開支架側(cè)護(hù)板,撤除1#、2#絞車鋼繩。

        3.3 運輸機(jī)安裝

        在安裝運輸機(jī)時,要注意以下幾點:①運輸機(jī)的安裝順序為,機(jī)頭部(下)→機(jī)頭過渡槽→中部槽→機(jī)尾過渡槽→機(jī)頭部(上)→刮板鏈→收鏈→試車。②在此過程中,要先將運輸機(jī)機(jī)頭架用繩扣在專用平板車上捆綁牢固,用1#絞車鋼繩連接平板車,2#絞車鋼繩用Φ18.5 mm繩扣或40T鏈條連接在機(jī)頭架上作副繩,沿切眼軌道下放到安裝地點。當(dāng)機(jī)頭架下放至距安裝點3 m時,收緊2#鋼繩,放松1#鋼繩,卸去機(jī)頭架與平板車的捆綁繩扣,用1#鋼繩把平板車向上拉,使之與機(jī)頭架分離,然后用鏈子或繩扣把平板車固定在上方軌道上,防止下滑,之后再用1#鋼繩繞過下方安裝在支架上的導(dǎo)向滑輪上,把溜子機(jī)頭架拉到安裝點調(diào)正,并與1#排頭支架推溜桿相連接。運輸機(jī)中部槽、機(jī)尾架的安裝方法同上。運輸機(jī)運輸安裝過程如圖3所示。③運輸機(jī)中部槽先延伸至切眼上口平巷段5~10 m,待采煤機(jī)安裝完后再縮撤至機(jī)尾架安裝位置,然后安裝機(jī)尾架、減速器和電機(jī),并敷設(shè)刮板鏈。在安裝面槽刮板鏈時,將刮板鏈卡在機(jī)尾鏈輪上,點動鏈輪帶動刮板鏈。在安裝底槽刮板鏈時,點動機(jī)尾鏈輪將面槽刮板鏈反向灌入底槽。但是,在操作時,要注意配合使用好剎車。

        3.4 采煤機(jī)安裝

        在安裝采煤機(jī)時,要注意以下幾點:①安裝順序為,右牽引部→電控箱和調(diào)高泵箱→左牽引部→→右搖臂→左搖臂→右滾筒→左滾筒→附屬裝置。②采煤機(jī)井下運輸分解為五段,即右牽引部、電控箱、調(diào)高泵箱、左牽引部、左右搖臂。 ③將左右搖臂和滾筒下放至機(jī)窩固定好,機(jī)窩距切眼上口15 m,斜長15 m,寬1.4 m,高2 m。④在切眼上口平巷段將右牽引部、電控箱、調(diào)高泵箱、左牽引部用4條液壓拉杠和高強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)成一個剛性整體,通過導(dǎo)向滑行裝置固定在運輸機(jī)銷軌和鏟煤板上。接通電源后,機(jī)身通過自身行走機(jī)構(gòu)沿運輸機(jī)下行至安裝位置固定好。⑤將左右搖臂分別與機(jī)身鉸接,左右搖臂的小支臂耳與調(diào)高油缸活塞桿鉸接。⑥將油管、水管與千斤頂和有關(guān)部位接通,并接通電源、水源等。⑦將左右2個滾筒分別安裝到搖臂上,并安裝附屬裝置。⑧采煤機(jī)安裝結(jié)束后要全面檢查,加足各部位油脂、上齊截齒、完善噴霧冷卻系統(tǒng)后即可試運轉(zhuǎn)。

        4 安全管理

        4.1 防止人員傷害措施

        在工作過程中,防止人員傷害的主要措施有以下幾項內(nèi)容:①大傾角工作面人員站位、上下行走和運料都十分困難,所以,可在安裝支架一側(cè)鋪設(shè)木制人行梯步和護(hù)繩,將護(hù)繩固定在支護(hù)有效的支柱把手上,以防人員摔傷;②在安裝設(shè)備和支架時,切眼下口要設(shè)警戒,禁止人員在下口行走、停留,防止切眼上方大塊煤矸和物料下滑傷人;③在運輸設(shè)備時,切眼內(nèi)所有人員要避開繩道撤至安全地點,車輛下方和軌道兩側(cè)嚴(yán)禁有人。④使用單體液壓支柱調(diào)架、推抵重物時,要遠(yuǎn)距離操作,遠(yuǎn)距離供液,人員要站在支柱崩出時波及不到的地方,防止支柱崩出傷人。

        4.2 防止軌道下滑和支架車失穩(wěn)措施

        防止軌道下滑和支架車失穩(wěn)的措施有以下3項:①切眼內(nèi)軌道枕木掏底100 mm以上埋設(shè),道枕兩端用木板和釘子將道枕連為整體,軌道每隔15 m用2根Φ9.3 mm鋼繩固定在切眼原有支柱上,以防枕木和軌道下滑。②在上切眼口設(shè)計、制作雙液壓缸起吊工具,液壓缸用專用錨桿或錨索固定,用2個換向閥分別控制,以便平衡調(diào)整起吊設(shè)備的重心和高度。起吊中心應(yīng)與鐵道中心重合。③設(shè)計、制作支架運輸專用平板車,在平板車四角各加工1個Φ30螺孔用以固定支架。支架使用專用平板車整體裝車吊裝時,要確保支架重心與平板車重心重合,防止發(fā)生偏載失穩(wěn)的情況。

        4.3 防止設(shè)備下滑措施

        防止設(shè)備下滑主要可以采取以下措施:①在安裝第一架支架時,切眼要在離切眼下口以上3 m處打2個大底座或雙排密集單體支柱,防止支架下滑或倒架。在支架安裝結(jié)束后,將機(jī)頭前3臺支架的底座前后各安裝1個防倒、防滑千斤頂,并將其連成一體。對于工作面的其他部位,每隔15架上方相鄰3臺支架也安設(shè)防倒、防滑千斤頂,同樣連接為一體。②在安裝輸送機(jī)時,每安裝8節(jié)溜槽向上斜頂1根單體支柱,同時,在機(jī)頭位置頂著機(jī)巷下幫橫打2根單體支柱向上頂機(jī)頭,防止機(jī)頭下竄。輸送機(jī)主要是利用安裝于支架底座推溜桿下方的防滑千斤頂防滑。③在安裝采煤機(jī)時,要在導(dǎo)向滑靴下側(cè)的齒軌銷之間插上停機(jī)插銷,防止其下滑。

        參考文獻(xiàn)

        [1]馮金戰(zhàn),楊俊青,張中福.大傾角綜采工作面安裝技術(shù)與安全管理[J].煤礦現(xiàn)代化,2004(6).

        [2]郭海明.大傾角綜采工作面安裝技術(shù)實踐[J].能源與節(jié)能,2014(3).

        〔編輯:白潔〕

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