論大采高支架快速倒裝的研究及應(yīng)用

常建良

摘 要：大采高支架快速倒裝是基于大采高支架各項(xiàng)參數(shù)遠(yuǎn)大于巷道和井筒的實(shí)際情況，在井下完成設(shè)備的短距離運(yùn)輸和工作面倒裝，以降低設(shè)備運(yùn)輸距離和避免升井問題，從而提高支架的倒裝效率和降低成本。范各莊礦ZY9200-2.55/55型液壓支架為其首次應(yīng)用大采高液壓支架，對(duì)其大采高支架的快速倒裝技術(shù)應(yīng)用情況進(jìn)行研究，更深入地了解大采高支架的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：ZY9200-2.55/55型液壓支架；大采高支架；倒裝；應(yīng)用

大采高支架相比常規(guī)液壓支架，其各項(xiàng)參數(shù)更大且能夠支護(hù)的空間更大，從而支持工作面在開采厚煤層時(shí)可以一次性采全高，避免了輕放支架存在的放煤不徹底問題，也避免了分層開采厚煤層帶來的重復(fù)施工及安全問題，因此大采高支架開始廣泛用于煤層厚度較大的礦井。ZY9200-2.55/55型液壓支架是范各莊礦應(yīng)用的大采高支架，由于在安裝運(yùn)輸過程中，支架超長(zhǎng)超寬導(dǎo)致不易運(yùn)輸和升井，且長(zhǎng)距離運(yùn)輸容易帶來各種隱患。通過進(jìn)行論證探討，認(rèn)為倒裝可減少大采高支架的回收運(yùn)輸路徑，既可以縮短安裝周期，節(jié)省上、下井操作環(huán)節(jié)，又可以提高設(shè)備運(yùn)輸?shù)陌踩禂?shù)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。因此本文以范各莊礦為例，探討大采高支架快速倒裝的意義和應(yīng)用情況。

1 大采高液壓支架應(yīng)用意義及范各莊礦應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 大采高液壓支架應(yīng)用意義

煤炭高效集約化生產(chǎn)是世界煤炭工業(yè)發(fā)展的方向。高產(chǎn)高效礦井建設(shè)，不僅提高了生產(chǎn)能力，而且，安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)技術(shù)得到完善，顯著提高了工人素質(zhì)，并大量減少井下人員數(shù)量。實(shí)踐證明，幾年來，凡是建成高產(chǎn)高效的礦井，安全狀況都有很大的改觀，百萬噸死亡率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國平均水平。綜采設(shè)備問世后，世界上采煤發(fā)達(dá)國家普遍推廣使用。發(fā)展高產(chǎn)高效礦井，最大限度地提高礦井經(jīng)濟(jì)效益，已成為煤炭企業(yè)的主要發(fā)展方向，也是衡量一個(gè)國家煤炭工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志。厚煤層一次采全高高效綜采技術(shù)是世界煤炭井工生產(chǎn)技術(shù)主要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。同時(shí)，大采高液壓支架能夠?qū)崿F(xiàn)厚煤層的一次性采全高，這將極大地提高煤炭資源的開采效率和回采率，對(duì)于提高我國資源利用率而言意義重大。

1.2 范各莊礦大采高支架應(yīng)用現(xiàn)狀

大采高液壓支架的架型主要為高工作阻力的兩柱掩護(hù)式支架，其支護(hù)工作阻力6000～10000kN，最大12000kN，支護(hù)高度2～5m，最大6m；支架立柱缸徑250～380mm，最大480mm；支架中心距1.5～1.75m，最大2.0m；支架結(jié)構(gòu)為整體頂梁，剛性連接的分體式底座，支架帶有提底座裝置，支架推移機(jī)構(gòu)為推移千斤頂反裝的倒拉框架式結(jié)構(gòu)，支架控制方式為環(huán)形供液及電液閥控制，它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制調(diào)整支架的支護(hù)狀態(tài)，支架的降、移、升循環(huán)時(shí)間小于10秒，支架的壽命試驗(yàn)高達(dá)50000次以上。

范各莊礦首次應(yīng)用大采高支架時(shí)間為2014年的3123S工作面，型號(hào)為ZY9200-2.55/55，是該礦首次引進(jìn)大采高支架并成功應(yīng)用于工作面開采。支架最大高度5.5m，最小高度2.55m，支架中心距寬1.75m，支架自重38.6t，支架整體長(zhǎng)度7.505m，單件最長(zhǎng)4.436m。該設(shè)備在3123S工作面應(yīng)用成功后，計(jì)劃用于相鄰工作面3125S工作面的開采中。

2 大采高支架的快速倒裝

2.1 快速倒裝情況概述

范各莊礦新井罐籠最大裝載寬度1.46m，最大裝載長(zhǎng)度4m。ZY9200-2.55/55型液壓支架已超出罐籠的裝載范圍，另外由于支架中心距寬1.75m，井下局部巷道受壓力影響變形，運(yùn)輸寬度不夠，所以研究ZY9200-2.55/55型液壓支架在井下進(jìn)行倒裝。根據(jù)3123S工作面回收時(shí)的支架完好情況，如果結(jié)構(gòu)件和液壓件整體狀況符合倒裝要求，3125N工作面就采取倒裝方案。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

倒裝減少了回收運(yùn)輸路徑，縮短安裝周期，節(jié)省了上、下井操作環(huán)節(jié)。如果上井后再下井安裝，按每組支架拆7車，共108組合計(jì)756車，每天上、下三組21車，不間斷則需要36d，倒裝則可縮短安裝時(shí)間36d，按每天出勤200工，準(zhǔn)備區(qū)可節(jié)省7200工，每工150元，可節(jié)省人工成本108萬元（7200×150=108萬）。而且倒裝在減少人員操作環(huán)節(jié)的同時(shí)也增大了安全系數(shù)，按照2014年傷亡處理標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)生一起事故礦業(yè)分公司直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)300萬元，倒裝能保證安全生產(chǎn)，也就創(chuàng)造了安全效益。

2.3 施工流程及預(yù)期目標(biāo)

施工流程如下：現(xiàn)場(chǎng)察驗(yàn)設(shè)備狀況→井下倒裝試驗(yàn)1組→制定安全、技術(shù)措施→現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)→立項(xiàng)的實(shí)施。

除了經(jīng)濟(jì)上可以節(jié)約成本，在技術(shù)創(chuàng)新能力方面，高端支架ZY9200-2.55/55型液壓支架的運(yùn)輸與倒裝，是范礦第一次嘗試大采高支架的倒裝，對(duì)支架倒裝具有開拓的意義；在社會(huì)效益方面，可以提高高端支架ZY9200-2.55/55型液壓支架的運(yùn)輸與倒裝的安全系數(shù)，維護(hù)礦山運(yùn)行穩(wěn)定。

3 結(jié)語

綜上可知，大采高支架的應(yīng)用有利于礦井高效的開采厚煤層，既可以提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率又可以提高煤層回采率，但由于大采高支架的各項(xiàng)參數(shù)超過了井筒罐籠和運(yùn)輸巷道的各項(xiàng)參數(shù)，因此運(yùn)輸過程復(fù)雜且成本極高。快速倒裝則針對(duì)大采高支架的利用優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行研究，在相鄰工作面之間進(jìn)行倒裝，同時(shí)避免了設(shè)備二次升井以及長(zhǎng)距離巷道運(yùn)輸，既可以降低運(yùn)輸成本，又可以提高安裝效率，最重要的是保障了設(shè)備倒裝的安全。因此大采高支架快速倒裝的技術(shù)已經(jīng)成型并成功應(yīng)用于3125S工作面的安裝工程。

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（作者單位：河北開灤能源化工股份有限公司范各莊礦業(yè)分公司）