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        綜采工作面回撤三角區(qū)掩護(hù)支架組設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析

        2023-08-31 09:35:18劉號兵
        機(jī)械管理開發(fā) 2023年7期
        關(guān)鍵詞:三角區(qū)節(jié)省示意圖

        劉號兵

        (晉能控股煤業(yè)集團(tuán)晉城事業(yè)部晟泰機(jī)電安裝分公司, 山西 晉城 048000)

        1 工程概況

        在煤炭開采中,對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行銜接的是綜采工作面所進(jìn)行的搬家倒面?,F(xiàn)在,輔巷的多通道回撤工藝被應(yīng)用到礦井中,主要回撤的是綜采設(shè)備,回撤液壓支架時,所使用的方式是逐臺回撤、臨時支護(hù)[1-2]。當(dāng)進(jìn)行回撤時,就會有三角區(qū)形成,構(gòu)成三角區(qū)的是跨落的頂板、專用的掩護(hù)支架、需要回撤的支架三者相交的位置,因?yàn)槿菂^(qū)的空間比較狹窄,缺少支護(hù)機(jī)械化的條件,只能采用原木點(diǎn)柱與井字形的木垛來進(jìn)行聯(lián)合支護(hù),圖1 為其聯(lián)合支護(hù)示意圖,特別是綜采工作面大于5.8 m 的液壓支架的回撤,設(shè)備噸位比較重,有比較大的壓力作用到頂板中,當(dāng)支架在回撤之后,使管理三角區(qū)的頂板的難度變大,原有支護(hù)的設(shè)備與方式已無法滿足作業(yè)要求。

        圖1 井字形木垛和原木點(diǎn)柱聯(lián)合支護(hù)示意圖

        2 研制回撤三角區(qū)掩護(hù)支架組

        研制的回撤三角區(qū)掩護(hù)支架組的目的是要使回撤作業(yè)的工藝與液壓支架回撤端頭的頂板機(jī)械化支護(hù)的所有要求得到滿足,就要研究三角區(qū)支架組的結(jié)構(gòu)布置與結(jié)構(gòu)參數(shù)、三角區(qū)支架組和別的設(shè)備在空間位置彼此是合理配套等[3-4]。

        1)經(jīng)過研究三角區(qū)圍巖所具有的適應(yīng)性與液壓支架的架型,就可以對掩護(hù)支架所具有的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行確定來對該區(qū)域所具有的礦壓進(jìn)行研究與分析,所選擇支架形式一定是合理的。四柱支撐式液壓支架與兩柱掩護(hù)式液壓支架構(gòu)成了支架組,且都是1 架,四柱支撐式液壓支架用于前架,兩柱掩護(hù)式液壓支架用于后架,型號分別是ZZ12000/29/45、ZZ12000/20/40[5]。

        2)研究三角區(qū)的控制系統(tǒng)與其掩護(hù)支架組進(jìn)行移架的措施,推移千斤頂會對其掩護(hù)支架進(jìn)行聯(lián)接,且推移千斤頂是2 根,且在兩架底座的中間,并且兩架支架的作用是相互的,2 架支架的支點(diǎn)分別是對方,使自移的邁步式得以實(shí)現(xiàn)。由于要對三角區(qū)工況的復(fù)雜性進(jìn)行應(yīng)對,就要把電液控制系統(tǒng)配置到支架中,且二者是相對應(yīng)的,在控制時,所使用的控制方式是遠(yuǎn)程無線,使支架組機(jī)械化自移得以實(shí)現(xiàn),防止多次對絞車牽引進(jìn)行使用等作業(yè)來把勞動強(qiáng)度與作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)提高,圖2、圖3 為三角區(qū)掩護(hù)支架組結(jié)構(gòu)與布置示意圖。

        圖2 三角區(qū)掩護(hù)支架組結(jié)構(gòu)示意圖

        圖3 三角區(qū)掩護(hù)支架組布置示意圖

        3)研究頂板所具有的適應(yīng)性,聯(lián)接前架的伸縮桿和其頂梁的是十字接頭,使頂梁向左右與前后的擺動得以實(shí)現(xiàn),對其頂板條件進(jìn)行適應(yīng)。

        4)最關(guān)鍵的創(chuàng)新點(diǎn):以神府煤田所使用的搬家倒面方式為例,得出特殊支架的所有參數(shù),且特殊支架是2 臺,獨(dú)創(chuàng)性存在于支架關(guān)鍵配件中,如聯(lián)接油缸、立柱、頂梁等;創(chuàng)新性存在于圍巖所具有的適應(yīng)性與其液壓支架的架型中,在對通道進(jìn)行回撤時,有比較大的壓力作用于頂板中,尤其是在采空區(qū)附近有不小的作用力且是側(cè)向的,經(jīng)過研究與分析該區(qū)域所存在的礦壓,在選擇支架時不僅要確保其他復(fù)雜的力不影響其穩(wěn)定性,還要確保支架回撤后跨落的頂板不影響支架所在位置[6-7]。當(dāng)研究三角區(qū)的控制系統(tǒng)與其液壓支架組的移架方式時,該地區(qū)有比較差的作業(yè)條件與地質(zhì)條件,所以,該區(qū)的掩護(hù)支架組使機(jī)械化的自移得以實(shí)現(xiàn),可以防止多次對絞車牽引進(jìn)行使用而使勞動強(qiáng)度與作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)提高;遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)控制使用到支架組,這樣極易操作[8]。

        5)三角區(qū)回撤掩護(hù)支架組的推廣,對安全回撤操作、提高回撤效率、減少生產(chǎn)成本具有重大意義,與傳統(tǒng)的木點(diǎn)柱+木垛聯(lián)合支護(hù)的工藝相比,不僅節(jié)省人工與道木,還使生產(chǎn)更加安全,也符合我國有關(guān)的理念,于此同時,也逐漸完善了其回撤更加機(jī)械化[9]。

        3 應(yīng)用效果分析

        其掩護(hù)支架組的應(yīng)用可以解決行業(yè)難題,如三角區(qū)由于狹小的空間不能使用機(jī)械支護(hù)時,該設(shè)備投入使用之后,工作面回撤的支護(hù)材料節(jié)約60%,節(jié)省了20 萬元左右;同時,回撤1 個項(xiàng)目就能節(jié)省40 個臺班,費(fèi)用節(jié)省4 萬元左右;省去了未垛的搭設(shè),不但節(jié)省了人工,還提升了施工的效率,節(jié)省了1 d 的回撤周期,降低了成本。在計(jì)算回撤工作量時,依據(jù)1 年回撤項(xiàng)目一共有25 個,就能創(chuàng)造出600 萬元/a 的經(jīng)濟(jì)效益。能夠?qū)υёo(hù)方式進(jìn)行改進(jìn),可以防止三角區(qū)下有員工在空頂處作業(yè),使回撤通道具有更強(qiáng)的支護(hù)強(qiáng)度,使作業(yè)人員和回撤設(shè)備更加安全。

        把該支架組應(yīng)用到晉能控股煤業(yè)集團(tuán)某礦25209 工作面的回撤項(xiàng)目,工作面由于機(jī)械化支護(hù)而使其回撤效率提高,降低了工人勞動強(qiáng)度,使回撤速度加快,勞動作業(yè)更加安全。通過現(xiàn)場應(yīng)用得知,頂板能夠被該設(shè)備進(jìn)行控制,而且還使布置設(shè)備的空間配套與回撤工藝的改變等有關(guān)要求得到滿足。

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