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        綜放工作面大型液壓支架快速安裝技術(shù)研究

        2021-12-17 06:04:06溫曉東
        2021年12期
        關(guān)鍵詞:平板車車場頂蓋

        溫曉東

        (山西汾西工程建設(shè)有限責(zé)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(yīng)生產(chǎn)需要,引進(jìn)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(jīng)驗基礎(chǔ)上,結(jié)合礦井實際情況,從支架拆解、運輸、切眼布置、切眼車場設(shè)置以及安裝等方面對大型液壓支架快速安裝技術(shù)展開研究,以期為其他礦井大型液壓支架快速安裝提供經(jīng)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(shè)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(zhì)泥巖以及炭質(zhì)泥巖為主,裂隙較為發(fā)育。采面設(shè)計走向長1 290 m、傾向長240 m,具體采面主要開采設(shè)備配備情況見表1。采面采煤機(jī)、液壓支架以及刮板輸送機(jī)等設(shè)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(shè)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(shè)備類型

        2 液壓支架快速安裝技術(shù)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)角醒郏枰仍诘孛孢M(jìn)行拆解、分次運輸?shù)巾鲜覂?nèi)完成組裝,最后在切眼內(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)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(chǔ)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(cè)翻問題,設(shè)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(jié)構(gòu)如圖2所示。

        圖2 運輸平臺結(jié)構(gòu)(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(jìn)行組裝,后采用平板車將組裝完成的液壓支架從回風(fēng)巷運輸至切眼進(jìn)行安裝;方案二,先將拆解后液壓支架運送至回風(fēng)巷刷擴(kuò)硐室,在硐室內(nèi)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(jié)果見表2。

        從表2看出,方案一需要對液壓支架進(jìn)行轉(zhuǎn)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(diào)度,同時支架安裝耗時長;方案二支架組裝、轉(zhuǎn)向在同一硐室內(nèi)進(jìn)行,人員集中,不存在支架轉(zhuǎn)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(jié)果,決定在采面內(nèi)選擇方案二,即刷擴(kuò)回風(fēng)巷與切眼交匯位置形成組裝硐室,完成支架組裝以及轉(zhuǎn)向等工作。

        2.4 支架組裝以及快速安裝技術(shù)

        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(jìn)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(jìn)行確定。千斤頂?shù)那疤搅涸O(shè)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(fēng)巷情況并結(jié)合運輸設(shè)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(fēng)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(diào)度車場完成支架轉(zhuǎn)向、運輸工作,提高作業(yè)效率,具體調(diào)度車場及模擬轉(zhuǎn)向示意如圖4所示。在采面回風(fēng)巷距離切眼70 m范圍內(nèi),將巷道寬度由5 m增加至6 m,并在此范圍內(nèi)鋪設(shè)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(fēng)巷組裝硐室下側(cè);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(jìn)行對位安裝。最后完善液壓管路以及其他相關(guān)零部件,從而完成支架組裝。

        2.4.3 切眼內(nèi)支架安裝

        30601切眼內(nèi)支架采用CAZ-60安裝叉車實現(xiàn)快速安裝。支架在回風(fēng)巷組裝硐室下側(cè)完成組裝,將液壓支架由大平板車轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向,從而將支架朝向由回風(fēng)巷轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向閥組實現(xiàn)液壓支架轉(zhuǎn)向,最終確保支架頭部朝向采面推進(jìn)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(cè)護(hù)板并確保頂梁接頂嚴(yán)實,將支架推拉桿與刮板輸送機(jī)連接,從而完成支架安裝。

        圖4 調(diào)度車場及模擬轉(zhuǎn)向示意(mm)

        3 結(jié) 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(kuò)回風(fēng)巷形成組裝硐室,并在硐室內(nèi)完成支架組裝、轉(zhuǎn)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(fēng)巷組裝硐室進(jìn)行設(shè)計,在組裝硐室使用雙軌道、布置渡線道岔構(gòu)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(yīng)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。

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