孟萬祥
(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司一礦, 山西 陽泉 045008)
隨著煤炭開采集約化生產(chǎn)的提高,大采高綜采工藝成為煤礦高效生產(chǎn)的趨勢(shì),陽泉礦區(qū)在陽煤一礦8310工作面試驗(yàn)了首個(gè)大采高工作面,平均月產(chǎn)30萬t,取得了良好的效果。由于大采高工作面綜采設(shè)備的大功率、大噸位、大型化,造成設(shè)備的安裝拆除困難,費(fèi)時(shí)耗力。為避免綜采設(shè)備頻繁的安裝拆除,該礦在三采區(qū)優(yōu)化布置,根據(jù)銜接實(shí)際,在8310工作面結(jié)束后,綜采設(shè)備不上井,直接安裝到下一個(gè)8303工作面。由于在安裝期間液壓支架不是整體下井,是被解體成5個(gè)部分下井后再次組裝,因此,為確保8303工作面高效生產(chǎn),經(jīng)研究決定對(duì)液壓支架進(jìn)行整體拆除,再運(yùn)輸至新工作面,實(shí)現(xiàn)整體安裝。根據(jù)多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),該礦成功研制了高效的裝載和卸載裝置,實(shí)現(xiàn)了工作面液壓支架的高效搬遷。
8310工作面地表位于石家山以東,彎進(jìn)咀以南,北山梁以西,李家梁以北的山梁溝谷地帶。井下本工作面位于南條帶三采區(qū)東南部,東部為二采區(qū)采區(qū)邊界,南部為西大巷保護(hù)煤柱,西部為本采區(qū)采區(qū)大巷,北部為S8308回采工作面(未掘進(jìn))。對(duì)應(yīng)上方為三礦3號(hào)煤72106回采工作面(已回采)、72108回采工作面(已回采)、72110回采工作面(已回采)。
8303工作面地表位于南坪梁以東,刺薊堰以南,三畝坡以西,窩窩咀以北的山梁溝谷地帶。本工作面位于南條帶三采區(qū)西北部,東部為本采區(qū)采區(qū)大巷,南部為S8304回采工作面(未掘進(jìn)),西部為南北翼瓦斯聯(lián)絡(luò)巷,北部為S8301回采工作面(已回采)。對(duì)應(yīng)上方為3號(hào)煤7103、7105回采工作面(已回采)。工作面傾斜長1 114 m,采長219 m。
大采高液壓支架裝載、卸載裝置對(duì)8310工作面50 t支架的拆除、運(yùn)輸、安裝起到了至關(guān)重要的作用。按照常規(guī)拆架方法,對(duì)于50 t的支架,應(yīng)拆解后逐件運(yùn)到8303工作面,利用該裝置組裝完畢調(diào)試好才可使用。在工作面進(jìn)行支架的拆解與組裝不僅工程難度大,而且浪費(fèi)時(shí)間,影響工作面的安裝進(jìn)度,且有一定的安全隱患。
而大采高支架裝載、卸載裝置在支架拆除,運(yùn)輸,安裝過程中的作用是可以將50 t的支架裝運(yùn)到下架板車上,減少支架的拆解時(shí)間與吊裝作業(yè),減小工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
動(dòng)力機(jī)構(gòu)選用JH-30回柱絞車,電機(jī)功率45 kW,最大牽引力300 kN,選用直徑30 mm鋼絲繩牽引支架,鋼絲繩最大破斷力為500 kN,符合安全標(biāo)準(zhǔn)要求,動(dòng)力機(jī)構(gòu)的主要作用是將46 t支架通過支架裝載、卸載裝置安全的牽引到100 t下架板車上。
引力計(jì)算公式為:
式中:M為最大牽引質(zhì)量,取46 000 kg;M0為100 t上、下架板車質(zhì)量,取10 000 kg;β為上、下架最大坡度,取8°;μ為鋼絲繩阻力系數(shù),取0.25;q為單位長度鋼絲繩的重量,取2.43 kg/m;L為運(yùn)輸距離,取150 m;g為重力加速度,取9.8 N/kg。
將數(shù)值代入公式得:F=187 315 N≈187 kN<300 kN,滿足安全標(biāo)準(zhǔn)要求。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要作用是通過JH-30回柱絞車的牽引將支架從工作面地表運(yùn)輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)上,通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)架運(yùn)輸?shù)?00 t下架板車上,起到運(yùn)輸通道的作用。原計(jì)劃在執(zhí)行機(jī)架上涂抹上固體潤滑劑可減少10倍的摩擦系數(shù),由于動(dòng)力機(jī)構(gòu)拉力滿足運(yùn)輸要求所以暫不考慮加固體潤滑劑。
運(yùn)輸機(jī)構(gòu)由下架板車與運(yùn)輸系統(tǒng)組成,主要作用是通過運(yùn)輸系統(tǒng)與大巷軌道連接,將100 t下架板車運(yùn)輸?shù)酱笙镘壍郎?,由電機(jī)車將支架整體運(yùn)輸?shù)剿璋惭b工作面。
8310大采高支架裝載、卸載裝置可以減少支架拆解、安裝時(shí)間,為工作面的安裝節(jié)省了大量的時(shí)間,130架支架拆解和組裝15 d計(jì)算(不算運(yùn)輸時(shí)間)工作面每天出煤1.2萬t計(jì)算,該裝置為該礦節(jié)省15 d時(shí)間,可多出18萬t煤,價(jià)值7 200萬元,因此該裝置使用具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
該礦的大采高支架裝載、卸載裝置不但可以安全、快速、有效的將支架運(yùn)到下架板車上,還可以快速有效的將支架從下架板車上安全的卸到指定位置,不但加快了工作面的安裝進(jìn)度,還減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少了不安全因素,降低了事故率。綜上所述,拆架裝置可以高效安全的實(shí)現(xiàn)50 t以上大噸位支架的拆除、運(yùn)輸和安裝,具有很大的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。
1)重型板車共有8個(gè)車輪,由于前后4個(gè)輪沒有輪廓,在支架運(yùn)輸過程中在巷道變坡點(diǎn)處(尤其是坡底變坡點(diǎn)),常常架空中部4個(gè)車輪容易發(fā)生落道現(xiàn)象,后將其前后4個(gè)無輪廓的車輪拆除,有效避免了落道現(xiàn)象。
2)該礦自己設(shè)計(jì)的裝架平臺(tái),由于前期沒有考慮到板車兩邊的橫梁,裝車時(shí)板車兩邊的橫梁與平臺(tái)坑中的橫梁卡住,使重型板車不能牽引到位,后組織人員對(duì)裝車坑中的平臺(tái)橫梁進(jìn)行切割后解決了此問題。
陽煤一礦通過成功研制大采高液壓支架裝載、卸載裝置,實(shí)現(xiàn)了大采高液壓支架的整體裝載、運(yùn)輸和卸載,避免了原工藝下液壓支架需要拆卸解體后才能運(yùn)輸?shù)谋锥?,也解決了再次安裝時(shí)耗時(shí)耗力的弊端,實(shí)現(xiàn)了安裝效率的極大提升,也大大減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度,降低了安全事故率,創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。