機械化搬家工藝技術在回坡底礦的應用分析

武巖松

（山西焦煤霍州煤電集團豐峪煤業安裝分公司，山西 臨汾 031400）

引言

隨著大功率綜采設備的投入應用，綜采工作面搬家次數明顯提升，提高回采設備搬家效率可提升煤炭開采效率[1]。為此，眾多的科研學者對搬家設備以及搬家技術展開研究，其中張家鎖[2]提出防爆無軌膠輪車、絞車應用到大采高工作面綜采設備搬運中，并以竹林山煤礦1321工作面為工程背景，提出具體搬家方案，提高了綜采設備搬家效率；黨立卿[3]依據伊泰集團所屬礦井實際情況，提出一套適應礦井實際的搬家方法，該搬家方法較傳統的搬家工藝節省時間約30 d。根據礦井回采工作面實際情況，提出針對性的搬家工藝可明顯提高綜采設備搬家效率[4-7]。回坡底礦以往綜采設備搬家時存在搬家速度慢、投入大以及安全系數低等問題，為了提高綜采設備搬家效率及安全保障能力，提出在11-105綜采工作面采用機械化搬家工藝，有效解決了工作面搬家過程中面臨的問題，在一定程度上提升了礦井生產效率。

1 工作面概況

回坡底礦11-105綜采工作面正巷長1 228 m、副巷1 168 m、傾斜長240 m。回采的11號煤平均3.3 m，埋深350 m，傾角1°～6°。11號煤層直接頂為3.2 m厚的泥巖、老頂為3.0m厚的粉砂巖、直接底為6.5 m厚的泥巖。采面回采范圍斷層、陷落柱發育。采面內主要綜采設備規格見表1。

為了提高綜采設備搬家效率，提出將機械化搬家工藝應用到11-105綜采工作面綜采設備搬運中，具體為依托支架吊車、支架搬運車、鏟車以及防爆平板車等實現對綜采設備搬運。

表1 11-105工作面主要綜采設備規格

2 機械化搬家過程分析

11-105綜采工作面在2019年8月具備搬家條件，根據現場需要，整個綜采設備搬家過程分為準備階段、綜采設備拆除階段、運輸階段。

2.1 準備階段

1）鋼絲繩及絞車。采用45 kW絞車輔助綜采設備回撤。在正對采面機巷中心線位置、刮板輸送機中心線位置各布置一臺絞車。絞車配套采用的鋼絲繩直徑為Φ30 mm。絞車采用四壓兩戧杠緊固牢固，戧杠采用單體固定。

2）鋪底。由于11-105工作面底板為巖性松軟的泥巖，為了給綜采設備回撤創造良好條件，待采面“三機”設備拆除完畢后，在機道底板用厚度200 mm、強度C20混凝土硬化。

3）布置臨時泵站。在采面正巷布置2臺臨時泵站，為綜采設備回撤期間提供液壓動力。

4）改造通風系統。在液壓支架回撤時，在靠近采面煤壁側布置硬質風筒，并采用木料、風筒保護架等保護。

5）其他準備工作。在11-105正巷的帶式輸送機、轉載機拆除前，應根據現場情況在巷道頂板上施工起吊錨索；綜采支架回撤前在采面內布置一定數量的單體支柱以及木料，以便支架回撤時使用。

2.2 綜采設備拆除

1）轉載機以及破碎機拆除。首先拆除負載側以及上部電纜，后拆除轉載機刮板部分，后用多功能車將轉載機外運。拆除破碎機電機，轉載機減速器及電機，拆解轉機各位置溜槽，依次用絞車、防爆叉車將拆除后的設備搬運至裝車點進行外運。

2）可伸縮帶式輸送機拆除。可伸縮帶式輸送機拆除順序為：先通過卷帶裝置退出輸送機所有膠帶，后解體卸載滾筒、機架；將鋼絲繩回收至張緊絞車滾筒內；拆解驅動裝置、儲帶裝置、夾帶裝置以及張緊裝置。拆解后的滾筒、機架、驅動裝置、卷帶裝置以及張緊裝置等通過防爆叉車、絞車聯合運輸至裝車點裝車。

3）采煤機。將采煤機機組拆分為頭部搖、尾部搖臂以及機身三部分，甩掉電源，拆解后的采煤機通過鏟車搬運。

4）設備列車。拆開連接移動變電站、組合開關以及液壓泵站的連接裝置，拆除各裝置連接電纜。移動變電站使用支架搬運平板車運行，液壓泵站等用多功能車搬運。較重設備裝運時通過吊鏈、絞車裝車；較輕設備則通過人工搬運方式裝車。設備裝車完成后，采用與設備質量、體積相匹配的掉鏈牢固捆綁。當物件重量較大且容易滾動時則用4股8號鉛絲進行定位捆綁。

5）液壓支架。端頭支架回撤時先對支架各部位進行編號，在端頭支架左側架設木垛或單體支護頂板，先下降端頭支架左側立柱，依次拆除左側端頭支架頂梁、立柱、底座并通過防爆叉車以及吊鏈裝車外運；端頭支架右側拆除、回撤工藝與左側相同。過渡支架回撤時應將先端頭所有單體用原木替換。具體過渡支架回撤方法為：先將支架吊車移動到回撤的支架前方，將吊車鉤子掛到底座吊孔上，后將支架支撐高度降低到最低；拆除過渡支架與鄰近支架間的連接管路，用吊車將支架拉出并調向，支架拉出20 m后將支架放置到距煤壁1 m處的機道內；留在機道內的支架通過支架搬運平板車裝車外運，吊車則返回搬運剩余的過渡支架。具體中間支架回撤過程為：用吊車將第1個、第2個中間支架調向，作為掩護支架使用，2個掩護支架中間間距為1.5 m；在掩護支架旁靠近采空區則用工字鋼、單體組成架棚對頂板進行支護，單體間距、排距分別為500 mm、800 mm，共計布置16個單體支柱，支護范圍為8 m；第1個掩護支架滯后被撤支架1架，為吊車、作業人員創造安全環境，第2個掩護支架緊隨被撤支架，在被撤支架回撤后在被撤支架處通過第2個掩護支架以及單體、工作鋼支護頂板。當支架回撤過程中頂板破碎或者壓力較大時，則通過加急單體支柱以及布置木垛強化頂板支護。中間支架撤架方法為：在鄰近支架保護下降低支架高度，首先收回支架護幫板、降前探梁，后降低主頂梁，采用支架吊車按照回撤過渡支架方式將中間支架拉出、調向并搬運至20 m位置，通過支架搬運平板車外運，支架吊車以及作業人員在掩護支架保護下工作。

2.3 綜采設備運輸

綜采設備運輸采用的設備包括有支架搬運車、支架吊車（2165型）、比塞洛斯55鏟車等。

1）端頭支架運輸：在工作面將端頭支架頂梁、立柱以及底座分解完成后，后通過多功能車、支架搬運車裝車牢固后依次按照下述路線運輸：11-105工作面→11-105正巷→1110輔運巷→11-201正巷→11201工作面。

2）過渡支架、中間支架運輸：先用支架吊車調向、拉出，后通過支架搬運車將支架抬起裝車外運，運輸路線與端頭支架一致。

3）采煤機、轉載機機頭、刮板輸送機等重件用鏟車搬運，在搬運前通過吊鏈、絞車裝置將設備與鏟板牢固連接。

4）電纜、刮板輸送機中部槽、輸送帶、托輥、支架以及連接件等采用多功能車搬運。

11-105綜采工作面設備搬運從2019年8月2日開始至2019年8月23日結束，設備搬運耗時共計21 d，按照綜采設備搬運計劃圓滿地實現了綜采設備搬家工作。

3 應用效果分析

為了考察機械化搬家工藝在回坡底礦的應用情況，對2019年8月11-105綜采工作面設備搬家情況進行跟蹤記錄。11-105綜采設備耗時21 d完成綜采設備搬家工作，而以往礦井采取的搬家工藝耗時平均為35 d，采用機械化搬家工藝較傳統的搬家工藝耗時減少14 d。具體11-105綜采工作面采用的機械化搬家工藝與傳統搬家工藝對比情況見下頁表2。

從表2看出，在11-105綜采工作面采取的機械化搬家工藝不僅可減少搬家耗時，而且在人員投入、搬家成本等方面均表現出較為明顯的優勢。

表2 機械化搬家工藝與傳統搬家工藝對比表