簡易平臺在厚煤層一次采全高綜采面中的應用探討

蘇向東，李海彬，尹 華

(國電建投內蒙古能源有限公司察哈素煤礦，內蒙古 鄂爾多斯 017209)

國電建投內蒙古能源有限公司察哈素煤礦3-1煤層位于延安組的中部，平均埋深363.2m。31采區3-1煤層，煤厚平均5.25m，煤層傾角1°～3°；直接頂為砂質泥巖、泥巖，1.6m～8.95m，平均3.4m；基本頂為細粒砂巖、中粒砂巖、粗粒砂巖、粉砂巖，厚度7.03m～33.66m，平均22.04m；直接底為1m以上泥巖、炭質泥巖(其中高嶺土巖層厚度0.7m以上)，遇水易膨脹、泥化，采掘時均預留0.5m以上的底煤；煤層最短自然發火期為47d。參照《緩傾斜煤層采煤工作面頂板分類》(MT554-1996)和煤層頂板巖性綜合分析：煤層直接頂為1b，屬不穩定頂板；基本頂的初次來壓當量平均值為1113.89KN/m2，屬Ⅳa級；煤層底板較軟。

3-1煤層布置厚煤層綜采面，采用走向長壁式采煤法，后退式采煤，采用大采高一次采全高綜合機械化采煤工藝，自然垮落法管理采空區頂板。綜采面寬度290.008m，采用ZY12000/28/63D掩護式液壓支架進行支護，機頭安裝3臺端頭支架，機尾安裝4臺端頭支架，中間架161架，端頭支架與中間支架之間均安裝1臺過渡支架。液壓支架中心距為1.75m，最大控頂距為5 940mm，最小控頂距為5 140mm。

由鄭煤機生產的ZY12000/28/63D型液壓支架，沒有配備用于檢修液壓支架前梁下配置的各種管件的升降平臺，液壓支架前梁下配置的各種管件的維護、保養和更換工作便成為一大難題。

1 傳統的解決方法及存在的弊端

目前，為了確保液壓支架前梁下配置的各種管件的正常維護、保養及更換事宜，傳統的解決方法主要有兩種，現說明如下。

第一種方法就是搭設臨時工作臺，即，在需要進行正常維護、保養及更換前梁下管件的液壓支架前梁下與刮板運輸機之間，用鋼管、木板等設施搭設一個臨時用的工作臺。做好一切防范措施后，液壓支架維修工登上臨時工作臺，開始正常維護、保養及更換管件等工作。一個液壓支架前梁下管件的維護、保養或更換等工作結束后，液壓支架維修工離開臨時工作臺，再拆除臨時工作臺，將鋼管、木板等設施轉運至下一個液壓支架位置，重新搭設臨時工作臺。也就是說，每每需要維護、保養或更換液壓支架前梁下管件，就需要重復搭設、拆除一次臨時工作臺及轉運一次鋼管、木板等設施。

第一種方法存在的弊端有3點：①準備周期比較長，搭設、拆除一次臨時工作臺及轉運一次鋼管、木板等設施一般需要30min以上，而真正的維護、保養或更換管件等作業時間，常常不足10min，事倍而功不及一半，工作效率比較低；②至少需要2人配合，才能完成全部準備工作，液壓支架維修工利用率低；③不能平行作業，搭設或拆解臨時工作臺、在臨時工作臺上作業等時間段，有關刮板運輸機運轉檢修事項一點也不能做。

第二種方法就是冒險作業，也是最為常見的一種方法，如圖1所示。液壓支架維修工需要先將待檢修的液壓支架的前梁降下來，即同時降立柱、收平衡油缸；然后調整護幫板的狀態，使前梁、雙級護幫板形成一個平躺的“U”形狀態；液壓支架維修工就會踩著刮板運輸機的電纜槽，進入到前梁與雙級護幫板形成的所謂“防護空間”內，開始前梁下管件的檢修工作；為預防雙級護幫板不自鎖，有的液壓支架檢修工還不忘記掛上一根承重吊帶。

圖1 冒險作業檢修液壓支架

第二種方法存在的弊端更為明顯：①典型的違章作業，是各種規章制度所明令禁止的行為；②典型的冒險作業，誤操作液壓支架，或者液壓支架誤動作，或者從護幫板上跌落下來，都極有可能出現人身傷亡事故；③典型的空頂作業，參照《緩傾斜煤層采煤工作面頂板分類》(MT554-1996)和煤層頂板巖性綜合分析，3-1煤層直接頂為1b，屬不穩定頂板，頻繁的支撐頂板已經使直接頂的整體性變差，而頂梁離開頂板時空頂面積可達9m2左右，局部漏頂、冒頂的概率顯著增加，甚至出現前梁著地的倒架事故，液壓支架維修工的人身安全問題更無法保障。

2 簡易平臺的使用方法

針對ZY12000/28/63D型液壓支架缺少專用升降平臺的事實和臨時工作臺存在的弊端，結合作業現場實際情況和ZY12000/28/63D型液壓支架前梁下的起重吊環配置情況，該礦設計制作了一款簡易平臺，如圖2所示。

圖2 簡易平臺示意

簡易平臺主要包括4根可伸縮吊鉤、懸空平臺、可伸縮限位裝置三部分。可伸縮吊鉤主要包括錨桿、鋼管、限位銷三部分，長度可調，上端掛在液壓支架前梁下配備的起重吊環、膠管鋼筋槽上，下端通過銷子與懸空平臺進行可靠連接。懸空平臺骨架由鋼管焊接而成，再在骨架上焊接固定上一層點焊金屬網即可。可伸縮限位裝置一端插入到懸空平臺的鋼管內，另一側槽型限位裝置卡在液壓支架的立柱上。可通過旋轉可伸縮限位裝置上的錨桿帽，使懸空平臺一側緊貼護幫板，另一側卡緊液壓支架立柱，進而可靠穩定懸空平臺。

簡易平臺各個組件疊加后厚度小，可以在液壓支架行人空間內靠近立柱方便存儲，而不影響人員通過和操作液壓支架。整個簡易平臺均由井工煤礦上常用的錨桿、鋼管、金屬網等制作而成，耗材比較普通，極容易得到。簡易平臺結構簡單，搬運輕便，拆裝快捷，架間儲存便利，綜采面內可每隔20架存放一組。

檢修液壓支架前梁下管件：①從附近轉運一組簡易平臺，將待檢液壓支架的護幫板收放至自由下垂狀態(即護幫板不受護幫板牽引狀態)，閉鎖待檢液壓支架液壓系統，通知控制臺需要進入刮板運輸機內，禁止運轉刮板運輸機；②進入刮板運輸機內，在待檢液壓支架前梁下安裝4根吊鉤(根據日常使用習慣，吊鉤長度已經調整好)，再將吊鉤下端逐根連接到懸空平臺上；③將限位裝置一端插入懸空平臺的鋼管內，另一端的兩個槽型限位裝置分別緊貼立柱，分別旋轉限位裝置上的兩個錨桿帽，使錨桿帽靠緊鋼管口后，簡易平臺即組裝完畢；④通知控制臺人員已經離開刮板運輸機槽，可以運轉刮板運輸機，備件要提前穩妥放置于簡易平臺上，然后液壓支架檢修工踩著刮板運輸機的電纜槽進入簡易平臺內，掛上保險帶，即可開展檢修工作。整個簡易平臺的組裝、拆解和轉運，一個人即可輕松完成，用時5min左右，對刮板運輸機的運轉檢修影響也比較小。

3 結論

該簡易平臺是針對察哈素煤礦3-1厚煤層綜采面ZY12000/28/63D型液壓支架缺少專用升降平臺、臨時工作臺弊端較多、綜采面上冒險作業頻發等實際情況而設計制作的，結構簡單，搬運輕便，拆裝快捷，架間儲存便利，可以有效縮短液壓支架前梁下管件的檢修準備時間和對刮板運輸機運轉檢修的影響，提高液壓支架維修工的工作效率和人員利用率。

目前，該簡易平臺已經申請了國家實用新型專利(“大采高頂梁管件檢修平臺”，專利號ZL201822265414.3)。若面向具有同類需求的井工煤礦及相關企業大力推廣該技術，可作為相關企業采用的ZY12000/28/63D型液壓支架前梁下管件的專用檢修平臺。