中厚煤層綜采工作面液壓支架快速回撤裝置和回撤方法

李福祥

(山東能源重裝集團 恒圖科技有限公司，山東 新泰 271222)

0 引言

煤礦井下綜采工作面液壓支架的回撤方法不一，尤其對于頂板條件較差的中厚煤層綜采工作面液壓支架回撤，存在周期長，安全問題較多[1-3]。中厚煤層及薄煤層綜采工作面液壓支架回撤，一般都采用“拉旱船”的方法，即在軌道內安裝回柱絞車，在切眼內的煤壁或底板上固定一個改向滑輪，用鋼絲繩向外拉液壓支架[4-5]。三角區的支護一般都用單體支柱，但這種方法存在諸多缺點。一是安全系數低，凸顯在以下方面：鋼絲繩拉斷、脫鉤傷人；絞車操作人員與現場作業人員溝通不及時、配合難度大，單體支柱回撤易出現冒頂傷人。二是效率低，完成一個工作面回撤一般需要20多天。三是工人勞動強度大，由于絞車拉力不足，現場需要增加一個動滑輪來增加拉力，動滑輪質量超過70 kg，需人工搬運，勞動強度很大。鑒于“拉旱船”的方法進行液壓支架回撤存在以上缺點，研究一種安全高效的適用于中厚煤層和薄煤層液壓支架回撤裝置和回撤方法十分必要。

1 回撤裝置的構成及功能

回撤裝置由三角區的支護裝置、液壓支架拉移平臺、工作面內部拉移滑道3部分組成。平面布置如圖1所示。

1-回轍支架；2-拉移千斤頂；3-回轍平臺；4-轉向裝置；5-拉移梁；6-三角區支架

三角區支護裝置實質上是3架特殊液壓支架，它的作用是支護三角區的頂板，為工作面液壓支架的拉移轉向提供一個安全的操作空間。支架的底座前腳都很短，都具有一個比較長的可伸縮頂梁、防倒防滑和抬底裝置，共用1個推移梁。3個支架均采用電液控制，可實現遙控操作。公共推移梁一邊連接3個三角區支架的推移桿，另一邊連接支架拉移平臺，可實現3個三角區支架的自移，并且可利用3個三角區支架通過公共推移梁實現液壓支架拉移平臺的推移。

液壓支架拉移平臺的作用是把工作面液壓支架拉到拉移平臺上，并實現90°轉向。上面裝有2個拉移千斤頂，兩邊各裝有2個方便拆卸的改向滑輪和1個液壓支架轉向輪，左右工作面均可使用。工作面液壓支架采用液壓牽引，就地操作，安全高效。通過改變工作面液壓支架的拉移方向拉移點和拉移平臺上的支架轉向裝置，實現工作面液壓支架轉向90°，拉移和轉向同時完成。平臺結構如圖2所示。

1-拉移千斤頂;2-回轍平臺;3-轉向裝置

工作面支架運輸滑道由導向軌、滑板和轉向裝車平臺組成。滑道兩邊各有1條鋼軌，為工作面液壓支架在工作面內部拉移導向。滑道下面鋪設薄鋼，液壓支架在上面滑動。裝車平臺安裝在軌道順槽內，上面有轉向和推移裝置，從工作面撤出的液壓支架直接拉移到裝車平臺上，轉向裝置將液壓支架推離平臺并轉向90°后放下。裝車平臺上的推移裝置將液壓支架推移到與裝車平臺固定在一起的平板車上。工作面液壓支架通過安裝在軌道順槽邊上回注絞車由拉移平臺移動到軌道順槽的裝車平臺。

2 裝置的主要技術參數

3 回撤方法

1) 回撤條件準備。一是頂板提前鋪網，二是在工作面支架頂梁上面布置4根護頂帶(尼龍帶，也可以用廢舊鋼絲繩代替)。一道布置在支架切頂線前面一點，一道布置在頂梁前端，中間再均勻布置2根，里端固定。把3個三角區支架安裝到位，安裝好液壓支架拉移平臺，并與支架拉移梁實現剛性連接，最后安裝工作面切眼內部滑移軌道，準備工作即告結束。

2) 回撤過程。最里面的第一個支架先降架，三角區支架快速伸出伸縮梁護住頂板，操作牽引油缸將支架往外拉，通過不斷變換拉移方向和轉向輪，實現支架邊拉邊轉向;待支架全都拉到平臺上，旋轉90°，由安裝在順槽內的絞車將支架沿運輸滑道拉到順槽內的旋轉平臺上，再把支架旋轉90°，然后將支架拉移到與旋轉平臺鎖在一起的平板車上，松開鎖緊裝置，支架即可運出工作面。在第一架支架拉走后，首先對三角區3個支架按順序移架，邊移架邊收伸縮梁，移到位升好架，再操作三角區支架的推移千斤頂,使其推動液壓支架拉移平臺，支架到位后，再把拉移繩掛到第二個支架上，1個工作循環結束。回撤工藝流程如圖3所示。

注：支架回撤的順序按從皮帶順槽到軌道順槽的順序逐架回撤

3) 回撤注意事項。三角區的液壓支架在移架時，靠近老溏側的支架外側一定要延工作面支架的切頂線移動，且支架外側的棱角都做成圓弧過度，防止掛網。其余兩個支架移架時要保持好間距和架相，防止漏矸。頂板破碎時，要及時伸出伸縮梁護頂，防止頂板下沉形成墜兜。

4 回撤效果

該快速回撤工藝的成功實施，保證了工作面設備回撤的安全，回撤時間由普通回撤工藝的20多天減少到目前的10多天，大大提高了回撤速度，減少了人工成本及巷道維護費用。

5 回撤裝置和回撤方法的優點

1) 支架回轉半徑小。由于支架是邊拉邊轉向,切眼尺寸小。

2) 安全。由于在轉向過程中全部是液壓牽引，牽引繩較短，就地操作，拉移的速度平穩，不會出現斷繩傷人事故。

3) 快速省力。由于油缸拉力足夠大，不需要用動滑輪增加拉力，掛鉤很輕，操作方便，因此快速省力，拉出一架只需要3～5 min。

4) 三角區頂板控制牢靠。由于事先頂板鋪了網，又布置了4根護頂帶，這4根護頂帶一邊被三角區支撐著，另一邊被沒有回撤的支架緊緊繃在頂板上，因此頂板控制牢靠安全。

6 結論

本文介紹的復雜地質條件中厚煤層綜采工作面液壓支架快速回撤裝置和回撤方法，更適合于頂板條件較差的中厚和薄煤層綜采工作面和液壓支架回撤。通過在山東棗礦集團部分礦井應用，證明該方法具有安全、快速、支架回轉半徑小、省時、省人、省力等優點，對中厚煤層綜采工作面液壓支架回撤有較高的推廣應用價值。