五陽礦井綜采工作面液壓支架回撤機械化、一體化工藝探索與應用

張麗峰 張健

摘 要：本文主要講述了應用液壓支架拆除機械手配套液壓支架輔助起吊裝置工藝來實現五陽煤礦綜采工作面液壓支架拆除、起吊、裝車、運輸的全機械化、一體化作業，減少了人員的投入，降低了工人勞動強度，提高了綜采工作面液壓支架回撤效率和作業時的安全系數，實現了減人提效。

關鍵詞：液壓支架拆除機械手;液壓支架輔助起吊運輸裝置;機械化;減人提效

1 背景介紹

在煤礦生產過程中，合理、高效的礦井采掘銜接規劃，是保障礦井可持續發展的重要因素，綜采工作面的回撤和安裝，是礦井采掘銜接規劃中的一個重要環節，綜采工作面設備回撤效率的高低，直接影響到綜采設備正規循環使用及礦井總體采掘銜接規劃能否高效實施。五陽煤礦7607綜采工作面作為76采區主要回采工作面，擔負著礦井原煤主要開采任務。7607綜采工作面選用ZF7000型支架，工作面切眼長220m，布置支架150架，每架支架重量為25.6t。在整個綜采工作面設備回撤環節中，液壓支架的回撤作業存在數量多、重量大、作業空間窄等因素，導致液壓支架的回撤難度最大、所需的時間最多、投入人力最多、工人勞動強度最大、作業時的安全隱患最高。

因此，如何提高綜采工作面液壓支架回撤效率，降低工人勞動強度，減少人員投入，提高安全系數，從而提高綜采工作面回撤效率，保障采掘銜接正規高效進行。是我們采掘裝備配套環節的一個主要技術攻關方向。

2 現有的液壓支架回撤工藝介紹

五陽煤礦綜采工作面目前采用的液壓支架回撤工藝為：人工配合調度絞車、手拉葫蘆的方式。在支架拆卸環節，用絞車拉出，拖到工作面裝車平臺上平板車，運出;在支架起吊運輸環節，采用大型絞車將支架強行拖拽到平板車上，然后再利用手拉葫蘆及單體柱將支架擺正。采用這種施工工藝平均每個圓班拆支架3-4架，每班需要6-7人才可滿足正常拆架循環作業。操作步驟繁瑣、人員投入多、勞動強度大，回撤效率低，且作業時的安全系數不高。

3 液壓支架回撤機械化、一體化工藝的應用

為提高液壓支架回撤效率，機電科技術人員通過調研、分析，結合工作面實際情況，與設備廠家進行技術論證，應用了綜采工作面液壓支架回撤新工藝：“液壓支架拆除機械手配套液壓支架輔助起吊裝置”。其主要內容就是：引進液壓支架回撤機械手，來實現綜采工作面液壓支架的拆卸;引進液壓支架輔助起吊運輸裝置，實現液壓支架拆卸后的起吊、裝車、運輸。通過使用該工藝，實現液壓支架拆卸、起吊、裝車、運輸的全機械化，一體化作業，大大提高綜采工作面回撤機械化水平，實現減人提效。

3.1 液壓支架拆除機械手

3.1.1 結構組成

液壓支架拆除機械手由內壁、外壁、旋轉油缸、轉移座、底座、橫梁、滑靴、起升油缸和吊環九部分組成。具體示意圖如圖1：

3.1.2 工作原理

起升：首先把液壓支架拆除機械手底座與橫梁銷軸連接，通過旋轉油缸帶動轉移座轉向需要回撤的液壓支架，通過給提升油缸打壓將機械手外臂提起，帶動機械手內臂上的吊環一起起升，從而帶動液壓支架起升。

移動：用操縱閥操縱旋轉油缸帶動轉移座轉動，通過銷軸連接裝置帶動機械手的外臂和內臂，將液壓支架轉移到指定位置后，旋轉油缸停止工作，機械手外臂伸縮油缸帶動機械手內臂向外拉伸，機械手內臂帶動吊環，帶動支架一起移動，液壓支架向其側向偏移一定角度后，這時用液壓支架輔助起吊裝置將液壓支架裝上平板車，完成液壓支架的拆除任務。

3.1.3 技術特點

①該裝置通過操縱閥柄來實現液壓支架機械手的各項操作，操作方便靈活，只需4人便可完成支架拆除作業，減少了人員的投入;②牽引力大，直接一次抽出液壓支架，效率高，減少了工人勞動強度;③利用煤礦采掘工作面使用的乳化液作為動力源，取代了人工用絞車的支架拆除工藝，提高了安全系數。

3.2 液壓支架輔助起吊裝置

3.2.1 液壓支架輔助起吊裝置的組成

液壓支架輔助起吊裝置包括動力提升油缸組件、液壓操作閥組件、游動小車組件、保持架組件、重型吊鉤組件、錨桿懸掛組件、同步啟停制動裝置、配套安裝組件。

3.2.2 工作原理

其工作原理是先用4條液壓油缸將支架起吊400mm，然后通過吊掛在頂板上的兩條單軌吊重型將支架向前運輸9m。然后再將支架放到平板車上。

支架向前運輸時靠外部絞車拉動，每條油缸上端連接一個游動小車，單個游動小車可以承載15t以上的受力，四個游動小車通過保持架鉸接成一體，保證所有起吊油缸前進后退時的同步性。兩套制動裝置分別安裝在重軌的最前端便于整套系統可以在重軌的任何位置定位而不發生前后竄動造成安全隱患。兩套制動裝置前部有牽拉桿用絞車拉動牽拉桿時整套裝置前進，絞車不牽拉時制動裝置通過內部制動彈簧復位制動，保證設備定位。

3.2.3 主要技術創新點

①該液壓支架輔助起吊裝置使用了液壓系統作為動力，并配有安全保護閥塊，有效的保證了井下作業的安全性、可靠性;②該液壓支架輔助起吊裝置的機械裝置結構合理，整體結構強度大，完全可滿足大型液壓支架的換載，裝配及運輸使用要求;③該液壓支架輔助起吊裝置采用工作面乳化泵做動力，不需要額外配置動力泵站，可操作性強，全部采用手動多路閥操作，操作簡單方便，人員只需操作閥組即可完成裝架作業;④該液壓支架輔助起吊裝置整體結構空間合理，方便井下巷道使用及維修。

4 應用情況分析

液壓支架拆除機械手和液壓支架輔助起吊裝置已經成功在五陽煤礦7607綜采工作面回撤時應用。與原有的人工手動用絞車配合單體柱和倒鏈起吊工藝相比，平均每個圓班減少人員6人，多裝支架4架，提高了工作面液壓支架回撤效率，極大的降低了工人勞動強度和安全隱患，實現了減人提效。實現了綜采工作面液壓支架拆除、起吊、裝車的全機械化、一體化作業，為礦井采掘銜接的高效實施打好了基礎。

作者簡介：

張麗峰（1984- ），男，山西省長治市人，工程師，從事煤礦機電技術管理工作。