礦井大型液壓支架安裝技術優化研究

姬世東

（潞安集團漳村煤礦， 山西 長治 046032）

1 工作面情況

潞安集團某個礦井的綜采作業面長475 m，現階段已經開采到第5 層煤，其傾斜的角度處于8°～9°之間，11052 作業面處于11501 之下。

2 現有液壓支架安裝技術的分析

2.1 液壓支架的分解方法

由于井筒內部不具有充足的空間，無法容納整體大型液壓支架，并且絞車也不能將其一次性輸送到礦井中，因此必須將液壓支架進行拆解，之后再分別將部件輸送到安裝區域，并在指定的區域進行組裝，最后輸送到該作業面的開切眼部位來進行安裝。通過將礦井中的環境信息進行分析，應當將支架拆解成頂蓋、底座及尾梁；將過渡架拆解成頂蓋、底座、尾梁及立柱[1-2]。

2.2 液壓支架的輸送方式

在將液壓支架進行分解之后，其頂蓋應當長于平板車。輸送的過程中若碰到傾斜巷道的時候，絞車的繩頭與平板車之間的連接將會發生故障，通過對設備的各個參數及傾斜巷道的傾斜角度進行分析發現，當支架的頂蓋高出平板車0.5 m 的時候，在輸送的過程中絞車的繩頭將會與輸送車的頂蓋尾端恰好錯開，同時研發了相應的輸送平臺，提高了輸送效率，而且這個平臺可有效避免翻車事故的發生。圖1所示為該平臺的構造圖[3]。

2.3 液壓支架的安裝方式

與礦井中巷道的環境、采區內巷道的分布及支架的運輸形式相結合，提出以下兩個安裝方法：一是在將支架進行拆解之后，將其運輸到1105 車場來進行組裝，再將其輸送到11052 的開切眼部位進行安裝；二是在將支架進行拆解之后，直接將其運輸到11052 的開切眼部位進行安裝。

表1 為兩種方法對比結果，由此可知，在本采區的巷道內，方法2 更具適用性，這是由于方法1 需要大量的操作人員，而且分布較散，導致車輛存在較大的調配難度，因此方法2 更具效果。

表1 安裝方式對比表

圖1 液壓支架頂蓋輸送平臺示意圖（單位：mm）

3 液壓支架安裝的重要技術優化

3.1 開切眼的設計

ZF 10000/20/32H 型的液壓支架的長高寬分別是7.4 m、2 m 和1.5 m 的，同時質量有27 t。通過將液壓支架在叉車中的安裝方向進行分析，對方向進行模擬調整，下頁圖2 為方向的模擬調整圖。通過對該圖進行詳細分析，支架若處于切眼的調整方向時，切眼應當有8 m 的寬度，同時根據支架的高度將切眼斷面的高度明確為3.2 m，凈斷面保持8 m 的寬度。以往所設計的切眼保持30°的坡度，其角度較為平緩，在輸送設備的時候極易被卡頓，極大延長了安裝的時間。因此，為了使切眼處維持順暢的運輸，應將其坡度設置為5°，同時將11052 巷道中所剩的20 m整個底板挖底，其量值為1 m。

圖2 支架切眼模擬調向示意圖（單位：mm）

3.2 調度車場的設計

通過對實際狀況進行分析發現，將組裝好的支架安裝在11502 開切眼的部位，并且與煤壁相隔10m，在對支架進行組裝時應當選擇相應的起吊設備，因此必須設置一個車場用以調度，確保支架可以持續運輸。通過開展研究發現，將該巷道的寬度擴大至6 m，并且將其所剩的70 m 設置一個大斷面，在該斷面巷道上方設置渡線道岔及雙軌道，使該調度車場成為封閉式。

11502 巷道與1104 巷道之間間隔了6 m 的煤柱，絞車的酮截面與十字道的中心線之間相隔10 m或以上的距離，在開采的過程中將對煤柱產生破壞作用。因此，在該巷道與開切眼相距10 m 的時候，將巷道的中線向下移動2 m，以11°的角度來進行采掘，在經過10 m 之后就可以進行正常采掘，圖3 所示的為調度車場的上部構造圖。

3.3 液壓支架的輸送方式

該巷道作業面所需的普通型及過渡型的液壓支架分別為93 臺和5 臺，因此必須設計一個頂蓋裝車平臺，其數量為12 個；在將液壓支架拆解之后，各個零部件都應當輸送到第二采區回風巷道內的絞車機頭處，根據絞車的運輸狀況，可以將尾梁及頂蓋進行同時運輸，之后再對底座進行運輸，這樣可以極大提升運輸的效率，縮短時間。

3.4 液壓支架的快速安裝技術

在安裝液壓支架的時候，首先應當將尾梁及頂蓋運輸到酮室之內，其次利用相應的起吊裝置來將這兩個部件吊起，在吊起之后應當找準位置進行安裝，而底座則需要利用絞車來輸送到頂蓋的下部，找準部位進行安裝，最后完善剩余的部分。

圖3 調度車場的上部構造圖（單位：mm）

在成功安裝液壓支架之后，利用絞車將其輸送到切眼上部的十字道處，其中需要將輸送平板車和安裝叉車進行平整的放置，開啟回風巷道尾端的小絞車，利用該車將大平板及支架拉伸到四角道岔的部位，之后再對安裝叉車的前沿進行調整，使其正對著大平板車的側邊，這樣就可以更方便將支架轉移到叉車上；利用叉車上方的操縱閥V 組來拉出防倒張緊設備上的油缸，之后再用鋼絲繩來纏繞支架立柱，避免支架向下倒，因此應當將鋼絲繩與叉車的油缸相連接，最后再將用來綁扎支架的鋼筋剪斷，取下螺栓；借助操縱閥組來將位于支架上的油缸前端的拉塊及支架上的橢圓形孔進行配合，之后再收起推拉缸，利用叉車來載上液壓支架，支架則從車上卸載跟裝車，然后再將平板車移走；對叉車上緊縮缸閥組實施操作，將液壓支架固定在叉車上，開啟相應的絞車，為了使支架可以正常轉動，應當將叉車向下移動2 m；對轉盤控制組實施操作，調節推拉缸，使其與轉盤形成較好的配合，轉動叉車上方的液壓支架，使其頭部朝下，尾梁部對著絞車的酮室；開啟絞車，將液壓支架輸送到安裝部位的5 m 處；操作叉車左右兩邊的閥組，利用升降板的調節來對液壓支架的轉動方向進行控制；連接好液壓支架的管道，操作相應的閥組，并提升支架，直至接頂，操作人員在進入到安全區域之后，專業人員解開緊鎖缸，從叉車上將支架轉移下來，輸送到安裝部位，然后再慢慢升起支架，直至與頂部相挨近，拉出前探梁、側護板及推拉桿，將其與上一部輸送機相連接，上述流程為普通支架的安裝程序。

3.5 過渡架的安裝技術

在對過渡支架進行安裝之前，應當將絞車、叉車等裝置清走，安裝流程次序為3 號—5 號—4 號。通過運用起吊裝置來進行安裝，在安裝之前應當將軌道鋪設到4 號過渡架安裝部位的正下方，同時將起吊錨索設置在其正上方，3 號過渡架可以使用4 臺倒鏈來進行吊起，之后再進行卸車操作，最后將支架運輸到3 號過渡架。將5 號過渡架運輸到車場內，之后利用絞車將其輸送到4 號過渡架，5 號過渡架也使用4 臺倒鏈將其吊起，之后卸車，再將其運輸到酮室的2 m 部位。

將4 號過渡支架運輸到車場之后，利用相應的絞車將其運輸到需要安裝的部位，4 臺倒鏈將4 號過渡架吊起來，之后再進行卸車，采用單體柱將其轉移到安裝的部位，完成安裝。

4 結論

1）通過開展研究可以得出，將液壓支架進行分解后運輸，利用裝車平臺來提高支架頂蓋運輸的高效性。

2）設置相應的停車場，并將該停車場設置成為70 m 的閉合型。

3）通過進行模擬研究發現，設置了全新的開切眼之后，該支架就可以具備較高的運輸效率，并且有助于方向的調整，一般狀況下每天可以安裝6 臺液壓支架，最多可以安裝9 臺，增強了效率。