王晉鵬

（山西煤炭運銷集團首陽煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048400）

礦井下綜采工作面采用的大型機械設備主要有采煤機、液壓支架、帶式運輸機，液壓支架是礦井支護的重要組成部分，具有操作簡單、安全支護等優(yōu)點。但實際生產(chǎn)中，由于液壓支撐體的體積大、工作面不易進行施工，導致了井下工作面的安全隱患。特別是在某些采煤工作面保護不到位時，其安全隱患的幾率會大幅上升，所以必須對其進行改造和完善。液壓支架是煤礦綜采工作面的重要組成部分，煤礦開采工作的開展離不開液壓支架。而在傳統(tǒng)的液壓支架安裝中，通常采用上行安裝的方式，隨著礦井的發(fā)展，其綜采工作面也在逐漸加深，從而使上風巷內(nèi)的空氣壓力逐步增大，從而加大了液壓支架的安裝難度。為此，必須對液壓支架的安裝工藝進行及時的優(yōu)化和改造，以盡快地解決傳統(tǒng)的工藝問題[1]。介紹了一種新的反向安裝技術，并對其在礦井1號綜放工作面的應用效果進行了分析。

1 原安裝工藝及其存在的問題

原安裝工藝是：①施工工人利用封幫錨桿、卸扣、向前滑動滑塊來調(diào)整支架的位置，然后利用伸縮式液壓缸將支架逐個從工作面上拖出。在拔出時，工人需要不斷地調(diào)整錨栓的位置以調(diào)節(jié)支架的狀態(tài)。②利用上錨繩、繩索等工具，將支架依次搬運至工作面后方的裝載平臺，并在裝載之前進行準備。③采用回轉(zhuǎn)式絞車將支架在裝卸平臺上進行裝載，并將支架運輸?shù)綑z修聯(lián)巷，然后由平板車運輸?shù)狡渌ぷ髅妗?/p>

通過實際應用，發(fā)現(xiàn)原來的安裝過程中主要有下列問題：①存在很多的安全問題。在支架運輸過程中，多臺絞盤同時工作，極易發(fā)生繩索纏繞現(xiàn)象，嚴重危及現(xiàn)場工人的人身安全。②回撤的效率很低。該工藝要求將支架全部運至裝載平臺后再進行搬運，不僅耗費大量的時間，而且支架在反復的拉拔后，會出現(xiàn)較大的磨損。③對煤層的完整性有很高的要求。由于支架的移動，必須以工作面頂部的錨鏈為支撐點，因而必須在煤壁上鉆孔，從而導致了巖壁的片幫。④建筑工人的工作壓力很大。在搬運支架時，工人要不斷地進行拉伸、懸掛、捆綁，繁瑣的工作流程極大地增加工人的勞動強度。⑤每班作業(yè)人數(shù)多。每次作業(yè)時需要同時對8臺液壓支架進行操作，每次作業(yè)需要施工人員45人，每天累計需要135人，對人員的數(shù)量要求高。

2 綜采工作面機械化快速安裝工藝及主要設備

在綜采工作面實際安裝中，安裝環(huán)節(jié)主要包括以下幾個步驟：安裝回撤平臺裝置，調(diào)整液壓支架位置，調(diào)整絞車位置。嚴格按照作業(yè)規(guī)程，迅速地進行機電設備的安裝，能有效地保證整個礦井的安全和生產(chǎn)效率。以下對綜放工作面中使用的主要裝置進行簡單說明。

（1）多功能機械手。它的主要功能是貨物裝載和設備的安裝，通常在設備安裝之前和之后使用，大大降低了人力的消耗。

（2）液壓安裝叉車。這種裝置可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的絞車上安裝液壓支架的技術方案，由絞盤將叉車的方向拉到一個特定的位置，然后再進行液壓支架的安裝。這就很好地解決了傳統(tǒng)工藝的低效率問題。

（3）液壓支架的搬運和安裝的叉車各自有自己的功能，它的作用是通過吊車將其拉起，然后將液壓支架搬運和收回。它可以很好地完成大角度的旋轉(zhuǎn)，克服了常規(guī)方法的不足。本文設計了一種帶有千斤頂?shù)倪\輸叉車，既能為液壓支架提供支承和保護，又能保證其穩(wěn)定。同時通過增加自動升降設備，液壓支架的豎直位置可以自由調(diào)整。

3 綜采工作面機械化快速安裝解決的問題

在煤礦開采作業(yè)中，由于礦井作業(yè)條件艱苦、危險性大，必須引進機械化的施工技術。為了解決當前綜采工作面地質(zhì)構造松散等安全隱患問題，尤其是工作面傾斜較大、斜率大而造成設備滑落等問題，造成了設備在安裝的過程中危險較大、并極易造成設備跌入巷道。此時機械化安裝技術的優(yōu)點就凸顯了出來，它可以靈活地調(diào)節(jié)支架，既可以避免以上問題，又可以增加支架的安全，降低人力投入。

針對煤礦開采的煤層，由于煤層的構造比較松散，在煤層開采時，常常發(fā)生煤層塌方，給施工現(xiàn)場施工人員帶來安全隱患，也會造成施工效率的下降。另外，常規(guī)綜放工作面的施工技術也面臨效率低、速率低等一系列缺陷的困擾。為了解決這一問題，煤礦將機械化安裝技術引進到綜采工作面上，既可以減少人工作業(yè)造成的錯誤和風險，又能在搬運液壓支架等設備上顯示出一系列優(yōu)越性，同時也解決了生產(chǎn)效率低下的問題。目前，該技術在大型礦井的綜放工作面上得到了廣泛的應用，并取得了良好的效果[2]。

4 液壓支架反向安裝工藝

4.1 安裝前準備工作

在進行液壓支架的設置之前，必須將吊車橫放在回風巷的正下方，并確?；仫L巷的基底與絞車的底面在一個水平面上。通常所使用的卷揚機寬度為5m，其施工長度通常為4～5m。然后在絞車臥式上分別設置2個主次絞車，由2個主要副絞車共同完成對液壓托架的牽拉。在進行液壓支撐的安裝過程中，必須保證切眼處的井筒水平，并對已建成的井口進行及時的清掃。在此基礎上，必須在風巷與風巷之間設置一條導軌，以確保風巷的暢通。

4.2 安裝施工

圖1為綜放工作面上的液壓支座的施工工藝原理圖，它是由上到下進行的，在進行施工前，技術工人首先要在第一個支座上定位和做好記號，然后在運輸巷的中心線上做一個標志。在此基礎上，采用第一層支撐的底部邊沿為基準基線，并在下部豎向上設置單體立柱，間距不超過0.5m，防止支撐發(fā)生滑動。

圖1 工作面液壓支架反向安裝平面示意圖

在實際工作中，應先將切眼位置的支架按前后方向分別固定，然后將支架與主副絞車相連，再由絞車完成液壓支架的運動。

在完成上述的施工內(nèi)容后，為了達到對液壓支架的運動和牽引，在工作面頂部設置固定導軌的滑輪機構。當主副絞車到達指定位置時，從液壓支架上卸下輔助絞車的固定纜繩，并用纜繩將其與支座連接起來，由絞盤帶動液壓支架90°旋轉(zhuǎn)，從而保持液壓支架的穩(wěn)定。安裝完畢后，由技術人員將各個油管進行對接，在此過程中對支架的移位和安裝情況進行仔細檢查，當發(fā)現(xiàn)存在異常情況時，可使用單體柱子對其進行調(diào)整。

5 液壓支架安裝前的準備工作

5.1 敷設運輸軌道

根據(jù)1 號綜采工作面的估算，需要155 個液壓支架，每個液壓支架的質(zhì)量應在30t，所以施工工藝人員在施工中必須使用鋼軌，然后用混凝土枕木做枕軌。在鋪設運輸軌道時，必須保證軌道的平直，軌道和軌道之間的接觸要盡可能的小，兩個相鄰的軌道盡可能地在一個水平位置上。在鋪設的過程中如遇到陡坡，則應及時進行過渡的調(diào)節(jié)，切勿在轉(zhuǎn)彎處發(fā)生軌交。

5.2 安裝絞車

通過前期勘探，發(fā)現(xiàn)1號綜采工作面的地質(zhì)構造比較復雜，且存在著多個陡峭的斜坡，不能用普通絞車進行拖拉作業(yè)。為此，技術部門引進了兩個主副絞車和帶輪牽引裝置，實現(xiàn)了液壓支架的輸送。

5.3 安裝支架

圖2是液力提升設備的液壓托架的控制系統(tǒng)示意圖。如圖所示，它主要包括四個千斤頂和一個控制閥組，該千斤頂固定在起升架的基座上，然后將基座固定在工作面的頂板上；基座的位置要按支架的位置來決定。

圖2 支架液壓起吊裝置液壓控制系統(tǒng)示意圖

5.4 鋪設滑道

為了方便各種設備的輸送，技術人員在巷道處鋪設了230m長的鐵軌。

6 液壓支架運輸及安裝

6.1 支架運輸

①2臺雙速無極絞車在1號綜采工作面上的應用，比其它類型的絞車具有更好的工作穩(wěn)定性和更廣泛的適應性，尤其適合礦井下的運輸設備；②由技術工人將液壓支架經(jīng)傳送帶至預定地點卸貨后進行下一階段作業(yè)，由兩個主次絞盤將其搬運至一個固定的地點。

6.2 支架安裝調(diào)向

如圖3所示，在將油缸托架運輸?shù)揭粋€特定的地點以后，技術工人把它從絞盤上拆下來，再用一個液壓提升機來使它豎直運動，把它固定在一個安裝位置。

圖3 液壓支架起吊剖面示意圖

為保證安裝工藝的順利進行，支架的兩邊都裝有滑板，以避免支架的側(cè)滑。從液壓支架上卸下輔助絞車的固定繩，再用纜繩將其與支架連接起來，由絞車帶動液壓支架90°旋轉(zhuǎn)，使其保持穩(wěn)定。安裝完畢后，由技術人員將各個油管進行對接，在此過程中對支架的移位和安裝情況進行仔細檢查，當發(fā)現(xiàn)存在異常情況時，可使用單體柱子對其進行調(diào)整。

7 應用效果

①安裝的設備較少。采用液壓支架倒置工藝后，裝置投入人員的費用大為降低。舉例來說：傳統(tǒng)的液壓支架安裝工藝要求全工作面內(nèi)設置7臺絞盤，費時費力，而這種新工藝僅需設置一主、一副兩臺絞盤，再由兩臺絞盤完成液壓支架的運動和固定。②支架的安裝穩(wěn)定性好，具有很高的安全性能。利用液壓支架反向安裝技術后，液壓支架的穩(wěn)定與安全得到了極大的改善，解決了以往水力支架固定不牢、易倒塌等問題，并且不會受到地層條件的限制。③縮短了裝配時間。采用液壓支架反向安裝，可大大縮短施工周期。從實驗結果看，1號綜采工作面與常規(guī)2號綜采工作面的安裝周期相比，可以減少20%左右時間[3]。

8 結語

為了解決傳統(tǒng)的液壓支撐安裝技術速度慢、效率低等問題，采用了一種新型的液壓支架反向安裝技術，并將其推廣到現(xiàn)場實踐。通過對其使用效果的詳細分析，可以看出，液壓支架反向安裝技術具有廣泛的應用前景，能夠很好地克服傳統(tǒng)水力支架的裝配工作中的低效問題，極大地改善了工程的安全性，對以后各種機械、機械設備的安裝和回撤都有一定的指導作用。