馬慧明

（華陽(yáng)集團(tuán)證照辦理共享中心，山西 陽(yáng)泉 045000）

液壓支架是煤礦綜采工作面的重要設(shè)備之一。液壓支架安裝速度是綜采面實(shí)現(xiàn)快速銜接的關(guān)鍵因素，而液壓支架組裝速度是其安裝速度的決定因素[1-3]。一些專(zhuān)家對(duì)液壓支架的拆除和組裝進(jìn)行了相關(guān)研究。白兆學(xué)[4]對(duì)工作面拆除時(shí)液壓支架裝車(chē)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)與應(yīng)用；張成、王瀟等[5]對(duì)常規(guī)工作面液壓支架快速安裝工藝進(jìn)行了革新研究與應(yīng)用；楊濤[6]針對(duì)大采高液壓支架的結(jié)構(gòu)構(gòu)成和運(yùn)輸條件，設(shè)計(jì)了合理的組裝硐室。上述裝置設(shè)計(jì)、安裝工藝的研究應(yīng)用在一定程度上提高了工作面的拆除進(jìn)度、支架組裝速度，施工安全性得到了提升。

目前，厚煤層工作面大采高條件下液壓支架組裝依然存在一些技術(shù)難題：1）厚煤層工作面液壓支架為適應(yīng)大采高開(kāi)采，設(shè)計(jì)尺寸一般更大。由于罐籠和巷道運(yùn)輸限制，液壓支架更難實(shí)現(xiàn)整體下井運(yùn)輸安裝，必須在井上解體為更多的部分，下井組裝過(guò)程繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，易窩工，安裝效率低。2）大采高液壓支架整架在切巷安裝時(shí)，卸車(chē)、調(diào)向使用單體柱或絞車(chē)頂推拉，安全系數(shù)低，調(diào)向安裝效率低。

針對(duì)大采高工作面的工況，應(yīng)用綜合手段解決大采高液壓支架安裝受罐籠和運(yùn)輸巷道規(guī)格限制無(wú)法整體下井，解體后運(yùn)輸安全系數(shù)低、組裝過(guò)程繁瑣、安裝效率低等系列問(wèn)題，研究厚煤層大采高液壓支架快速安裝新工藝有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

寺家莊煤業(yè)公司逐步進(jìn)入深部厚煤層開(kāi)采，采煤技術(shù)要求和安全高效生產(chǎn)要求不斷提升。ZY12000/30/68DA 型液壓支架等大采高液壓支架在厚煤層工作面開(kāi)采中得到廣泛應(yīng)用。受礦井提升能力、運(yùn)輸條件限制，支架入井前被解體為頂梁、掩護(hù)梁、前后四連桿、底座及支座等部分。井下工作面何時(shí)具備開(kāi)采條件很大程度上取決于支架的組裝與安裝效率。

寺家莊煤業(yè)公司15119 工作面為一次采全高綜采工作面，煤層厚度5.6 m 左右，工作面長(zhǎng)度300 m，走向長(zhǎng)度為1100 m，可采儲(chǔ)量為194.4 萬(wàn)t。15302工作面可采走向長(zhǎng)度1529 m，傾向長(zhǎng)度225 m，平均厚度5.89 m，一次采全高，可采儲(chǔ)量為193.4 萬(wàn)t。15119 工作面配置160 架液壓支架，15302 工作面配置135 架液壓支架，工作阻力均為12 000 kN。

因當(dāng)前工作面接續(xù)緊張，對(duì)15119 工作面及15302 工作面等厚煤層工作面液壓支架的安裝效率提出了較高的要求，亟需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際對(duì)厚煤層工作面液壓支架組裝工藝進(jìn)行優(yōu)化。

2 快速組裝綜合技術(shù)工藝

受工作面端頭支架、過(guò)渡支架以及常規(guī)支架的結(jié)構(gòu)尺寸和運(yùn)輸條件等客觀(guān)因素的綜合影響，一般下井的新支架需在井上機(jī)電廠(chǎng)區(qū)解體。為了解決支架井下組裝工序繁瑣的問(wèn)題，可在井下合適位置設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易組裝站，用于支架部件的翻轉(zhuǎn)、后尾梁的組裝工作，將支架部件封車(chē)打包成為后尾梁、頂梁、底座三大車(chē)部件后再整體運(yùn)往切巷支架組裝硐室，以實(shí)現(xiàn)大幅提高組裝支架效率的目的。同時(shí)引進(jìn)專(zhuān)用調(diào)移裝置快速組裝大采高支架，減少使用單體柱擺架調(diào)向，提高安全系數(shù)，為工作面快速安裝奠定基礎(chǔ)。

2.1 帶架搬家

15110 工作面105 組液壓支架拆除后，解體為3 部分，無(wú)需運(yùn)輸上井直接運(yùn)往15302 工作面安裝，減少副立井提升、后尾梁和掩護(hù)梁的組裝環(huán)節(jié)，大大節(jié)省時(shí)間和人力，降低成本。15302 工作面所需的133 組支架，其余28 架為新下井支架，應(yīng)用雙組裝站流水線(xiàn)式組裝工藝進(jìn)行組裝，安裝效率大大提高。

帶架搬家只需將支架解體為3部分（底座、頂梁、掩護(hù)梁四連桿），掩護(hù)梁和四連桿不需要和常規(guī)工藝一樣進(jìn)行再次解體，而是直接裝車(chē)運(yùn)輸，因此不需要采取雙組裝站組裝工藝，給安裝效率的提升提供條件。

2.2 雙組裝站流水線(xiàn)式組裝

需下井組裝的部分支架在井上解體為五大部分，包括頂蓋、掩護(hù)梁、小尾梁、立柱、底座。在井下預(yù)先設(shè)置組裝站兩個(gè)，可實(shí)現(xiàn)支架組件的同步高效安裝。

在工作面的回風(fēng)巷設(shè)置1 號(hào)組裝站，承擔(dān)支架底座與立柱、掩護(hù)梁與支架尾梁的對(duì)接工作。具體操作工藝：

1）操作吊裝設(shè)備起吊立柱，絞車(chē)配合將立柱置于底座柱窩內(nèi)；相同程序完成所有底座與立柱的對(duì)接；對(duì)接完成封裝運(yùn)至2 號(hào)組裝站。

2）掩護(hù)梁與支架尾梁的對(duì)接工作在1 號(hào)組裝站完成后，因自身尺寸較大，運(yùn)至2 號(hào)組裝站后再進(jìn)行翻身操作；掩護(hù)梁在兩部起吊設(shè)備配合下提升至一定高度后等待下一步組裝操作。

3）掩護(hù)梁與支架尾梁的組裝操作工藝：

① 將掩護(hù)梁通過(guò)起吊設(shè)備運(yùn)出空車(chē)，再次調(diào)整掩護(hù)梁位置裝車(chē)，為組裝其他部件作好準(zhǔn)備。

② 上部?jī)蛇B桿及支架后尾梁運(yùn)至1 號(hào)組裝站確定位置卸車(chē)，空車(chē)調(diào)出后調(diào)整上部?jī)蛇B桿及支架后尾梁方向，為下一步組裝做好準(zhǔn)備。

③ 起吊支架上部?jī)蛇B桿，通過(guò)連接銷(xiāo)子同掩護(hù)梁對(duì)接；④ 起吊支架尾梁與掩護(hù)梁對(duì)接，安好連接銷(xiāo)。⑤將組裝完成的掩護(hù)梁、四連桿、尾梁裝車(chē)，直接運(yùn)至2 號(hào)組裝站。

在工作面機(jī)尾位置設(shè)置2 號(hào)組裝站，調(diào)整掩護(hù)梁、尾梁方向，完成頂梁、尾梁、底座對(duì)接，同時(shí)完成液壓管路的連接，結(jié)束后直接運(yùn)往工作面。

底座與掩護(hù)梁的組裝過(guò)程操作：

1）支架底座運(yùn)到指定位置后起吊，然后利用絞車(chē)和起吊的掩護(hù)梁將專(zhuān)用平板車(chē)?yán)林Ъ艿鬃路?，支架底座放置平板?chē)上并用螺栓固定。

2）應(yīng)用手動(dòng)輔助及起吊設(shè)備將底座與兩連桿和下部?jī)蛇B桿對(duì)接，安插連接銷(xiāo)鏈接固定。

頂梁與其他部件組裝操作工藝：

1）將支架頂蓋運(yùn)到組裝站，通過(guò)起吊裝置將頂蓋吊起至合適位置后與掩護(hù)梁和立柱通過(guò)連接銷(xiāo)安裝固定。

2）安設(shè)支架操作閥門(mén)組，管路接通調(diào)試供液系統(tǒng)，降架至最小尺寸，以便運(yùn)出2 號(hào)組裝站。

ZY12000/30/68DA 型液壓支架等大采高支架均可在雙組站的配合下完成高效組裝。1 號(hào)組裝站與2 號(hào)組裝站的高效配合形成了針對(duì)厚煤層大采高工作面液壓支架的流水式組裝作業(yè)線(xiàn)。

2.3 支架調(diào)移擺架平臺(tái)的應(yīng)用

以往液壓支架組裝完成后運(yùn)輸進(jìn)切巷安裝，擺架時(shí)采用單體柱擺架，施工效率低、安全難以保障、單體柱易損壞，成本高，引進(jìn)TYA300 液壓支架調(diào)移裝置（如圖1 所示）后，避免了使用單體柱擺架，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人工投入，效率高，保障工作面安裝提前順利完工。

圖1 支架調(diào)移擺架平臺(tái)

液壓支架卸車(chē)安裝調(diào)向流程：裝有整架的板車(chē)運(yùn)輸至平臺(tái)處，通過(guò)安裝在平臺(tái)兩側(cè)的牽引油缸驅(qū)動(dòng)鏈條牽引整架前移卸車(chē)，支架牽引至平臺(tái)上方后，再用兩根牽引油缸鏈條分別連接至支架首尾，一拉一推，將支架調(diào)向至與巷道垂直方向，此時(shí)支架完成調(diào)向。然后使用推移油缸驅(qū)動(dòng)不倒翁橫推支架下平臺(tái)與已安裝支架靠近，再用單體柱進(jìn)行少許調(diào)整，即安裝完成，每架用時(shí)1 h。

3 技術(shù)應(yīng)用效果分析

通過(guò)采取帶架搬家安裝工作面、采用雙站流水線(xiàn)組裝液壓支架、應(yīng)用液壓擺架平臺(tái)調(diào)整支架等方式所形成的適用于厚煤層開(kāi)采的液壓支架快速組裝工藝在15119工作面及15302工作面進(jìn)行了工程實(shí)踐。

1）15119 工作面大采高支架安裝歷時(shí)36 d，安裝液壓支架158 架。15302 工作面大采高支架安裝歷時(shí)30 d，安裝液壓支架133 架。應(yīng)用快速組裝工藝后，兩工作面支架安裝平均6 架/d。

2）15119 工作面液壓支架提前3 d 安裝完畢，按照每天割煤4 刀，多生產(chǎn)原煤2.4 萬(wàn)t。15302 工作面液壓支架提前5 d安裝完畢，按照每天割煤4刀，多生產(chǎn)原煤3.1 萬(wàn)t，共計(jì)多生產(chǎn)原煤5.5 萬(wàn)t，產(chǎn)出商品煤4.65 萬(wàn)t，新增產(chǎn)值1581 萬(wàn)元，新增利潤(rùn)976 萬(wàn)元。

3）帶架搬家，減少了液壓支架解體、組裝環(huán)節(jié)，降低了人員投入，降低了工人作業(yè)強(qiáng)度；雙組裝站流水線(xiàn)式同步組裝，加快了工作面安裝速度；液壓擺架平臺(tái)的運(yùn)用，避免了使用單體柱擺架，大大提高了安全系數(shù)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)造了安全的作業(yè)條件。

4 結(jié)論

1）通過(guò)采取帶架搬家安裝工作面、采用雙站流水線(xiàn)組裝液壓支架、應(yīng)用液壓擺架平臺(tái)調(diào)整支架，構(gòu)建了大采高液壓支架快速組裝工藝。

2）工藝的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了大采高支架的安全高效快速安裝。單工作面支架安裝速度提升至平均6 架/d，全工作面液壓支架安裝節(jié)省工時(shí)3～5 d，新增利潤(rùn)近千萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)安全綜合效益顯著。