溫曉東

(山西汾西工程建設有限責任公司，山西 孝義 032300)

隨著礦井采掘深度增加，煤炭回采過程中礦壓顯現(xiàn)更為明顯，對液壓支架支撐能力以及穩(wěn)定性等提出更高要求[1-3]。采煤工作面新采用的液壓支架在支撐高度、重量以及體積等方面較以往支架均有所增加，受井筒斷面、絞車運輸能力等方面限制，新液壓支架難以整架運輸[4-5]。山西某礦為適應生產需要，引進ZF10000/24/36大型支架，新支架受到井下巷道斷面以及坡度等制約，難以實現(xiàn)整架運輸。為此，文中在其他礦井液壓支架運輸以及安裝經驗基礎上，結合礦井實際情況，從支架拆解、運輸、切眼布置、切眼車場設置以及安裝等方面對大型液壓支架快速安裝技術展開研究，以期為其他礦井大型液壓支架快速安裝提供經驗借鑒。

1 工程概況

山西某礦30601采面為6號煤層首采工作面，煤層埋深450 m，傾角7～12°、厚度6.5 m，采面布置如圖1所示，采面開采設備類型見表1。6號煤層賦存較為穩(wěn)定，采用綜放開采工藝，采放比為1∶0.85。

6號煤層頂?shù)装鍘r層以粉砂巖、砂質泥巖以及炭質泥巖為主，裂隙較為發(fā)育。采面設計走向長1 290 m、傾向長240 m，具體采面主要開采設備配備情況見表1。采面采煤機、液壓支架以及刮板輸送機等設備采用平板車即可完成運輸、安裝，安裝難度以及工作量相對較小。30601采面液壓支架全為新購，支架需要從地面運輸至切眼，在采面設備安裝過程，實現(xiàn)液壓支架快速、安全安裝是確保采面快速開采的前提。

圖1 采面布置示意

表1 采面開采設備類型

2 液壓支架快速安裝技術方案

2.1 支架拆解

受到井下絞車功率以及部分巷道斷面較小限制，30601采面采用的液壓支架難以整架運輸?shù)角醒?，需要先在地面進行拆解、分次運輸?shù)巾鲜覂韧瓿山M裝，最后在切眼內完整安裝。將采面支架拆解為底座、頂蓋以及尾梁三部分[6-8]。

2.2 支架轉運

在采面使用的支架重量約29.3 t、長度6.5 m、寬度1.5 m，支架拆解后頂蓋較支架運輸平板車長，在斜巷內運輸時面臨平板車與繩頭連接問題。在對支架、運輸平板車以及井下斜巷各項參數(shù)綜合分析的基礎上，在平板車運行頂蓋時，將頂蓋墊高500 mm即可解決平板車與繩頭連接問題，避免支架頂蓋與絞車鋼絲繩頭接觸；在運輸過程中為提高平板車穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)側翻問題，設計專用支架頂板運輸平臺，將平臺采用螺栓固定到運輸平板車上，具體運輸平臺結構如圖2所示。

圖2 運輸平臺結構(mm)

2.3 支架快速組裝方案選擇

液壓支架采用拆卸運輸方式，并依據(jù)30601采面巷道布置情況，提出下述兩種支架組裝方案。方案一，先將拆解后的液壓支架運輸至1150車場(采區(qū)車場)進行組裝，后采用平板車將組裝完成的液壓支架從回風巷運輸至切眼進行安裝；方案二，先將拆解后液壓支架運送至回風巷刷擴硐室，在硐室內完成支架組裝后運輸至切眼安裝。具體兩種支架組裝方式對比結果見表2。

從表2看出，方案一需要對液壓支架進行轉運，需要輔助安裝人員多、作業(yè)點多以及人員分散，不利于運輸車輛統(tǒng)一調度，同時支架安裝耗時長；方案二支架組裝、轉向在同一硐室內進行，人員集中，不存在支架轉運問題，同時支架安裝耗時相對較少，工作效率高。綜合上述分析結果，決定在采面內選擇方案二，即刷擴回風巷與切眼交匯位置形成組裝硐室，完成支架組裝以及轉向等工作。

2.4 支架組裝以及快速安裝技術

2.4.1 安裝支架液壓起吊裝置

支架液壓液壓起吊裝置主要由 4 個千斤頂組成，采用十字連接頭將千斤頂與起吊底座進行固定，使用錨桿將底座固定在巷道頂板上，底座間的距離需根據(jù)現(xiàn)場支架的提放位置進行確定。千斤頂?shù)那疤搅涸O計行程為 0.8 m，千斤頂通過高壓膠管供液，如圖3所示。

圖3 支架液壓起吊裝置液壓控制系統(tǒng)示意

2.4.2 支架組裝

通過分析切眼及回風巷情況并結合運輸設備長度、運輸距離等參數(shù)，將液壓支架組裝硐室布置在回風巷距離切眼10 m位置處，使用專用起吊裝置組裝支架。在切眼上口位置布置調度車場完成支架轉向、運輸工作，提高作業(yè)效率，具體調度車場及模擬轉向示意如圖4所示。在采面回風巷距離切眼70 m范圍內，將巷道寬度由5 m增加至6 m，并在此范圍內鋪設雙軌道、布置渡線道岔，從而形成閉合車場。

液壓支架組裝采用專用起吊裝置將支架頂蓋、尾梁運輸至回風巷組裝硐室下側；采用起吊裝置將吊起來的尾梁、頂蓋對位安裝，采用切眼上部位置絞車將支架底座拉至頂蓋下，進行對位安裝。最后完善液壓管路以及其他相關零部件，從而完成支架組裝。

2.4.3 切眼內支架安裝

30601切眼內支架采用CAZ-60安裝叉車實現(xiàn)快速安裝。支架在回風巷組裝硐室下側完成組裝，將液壓支架由大平板車轉運至CAZ-60安裝叉車上，采用雙股鋼絲繩、安裝叉車油缸等將液壓支架緊固到安裝叉車上，確保支架不會出現(xiàn)失穩(wěn)或者傾覆等問題。采用30 t液壓絞車緩慢拉動叉車，實現(xiàn)液壓支架轉向，從而將支架朝向由回風巷轉向切眼，此時支架頭部超下、尾梁朝上(尾梁朝向組裝硐室)。

CAZ-60安裝叉車在絞車作用下運移至距離安裝點5 m處(即待安裝支架與已安裝好支架蓋板相距1.0 m)，操作叉車轉向閥組實現(xiàn)液壓支架轉向，最終確保支架頭部朝向采面推進方向，尾部朝向老塘；連接液壓支架供液管路、操作控制閥組，使得支架頂梁接頂，待人員回撤至安全區(qū)后專人將松開緊鎖缸，液壓支架在叉車推拉缸作用下推下叉車；隨后升起支架、伸出前探梁、側護板并確保頂梁接頂嚴實，將支架推拉桿與刮板輸送機連接，從而完成支架安裝。

圖4 調度車場及模擬轉向示意(mm)

3 結 語

1) 30601采面液壓支架由于體積過大，井下巷道難以滿足運輸需要，因此采取將支架拆解、井下組裝方式完成支架運輸，并采用專用裝車平臺確保支架頂蓋運輸安全。

2) 為提高支架運輸以及安裝效率，提出刷擴回風巷形成組裝硐室，并在硐室內完成支架組裝、轉向等工作，提高支架運輸效率。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對回風巷組裝硐室進行設計，在組裝硐室使用雙軌道、布置渡線道岔構成閉合車場實現(xiàn)平板車運輸、支架組裝及液壓絞車運輸?shù)绕叫凶鳂I(yè)。

3) 現(xiàn)場應用后，30601采面每天可實現(xiàn)7架以上液壓支架安裝，最快可安裝9架，采面液壓支架耗時17 d完成運輸、安裝等工作，實際支架安裝時間較計劃節(jié)省5 d，實現(xiàn)了大型液壓支架快速安裝。