綜采工作面液壓支架快速回撤工藝應用

張鵬偉

（潞安集團司馬煤業有限公司，山西長治 047105）

0 引言

礦用液壓支架是綜采工作面重要支護設備，具有支護強度大、安全性能高、便于操作等優點，可用于普采、機械回采、放頂煤回采等工作面中，但是在實際煤礦生產中，由于液壓支架體積大、質量重、運輸長［1］，導致工作面在結采時工作面液壓支架回撤難度大，回撤周期長，對于破碎頂板工作面很容易發生頂板安全事故，所以安全快速的綜采支架回撤工藝成為了當前迫切需要解決的問題。

某煤業公司1208工作面位于井田二采區南翼，工作面東部為1207工作面采空區，南部為實煤區，西部為井田邊界，北部為二采區大巷。1207工作面設計走向長度為1 600 m，傾向長度為210 m，工作面回采煤層為二疊系3#煤層，平均厚度為5.95 m，工作面采用綜合機械化低位放頂煤回采工藝，截止2018年7月25 日工作面已回采到位，準備進行搬家回撤工作。

1207 工作面內共計安裝125架ZF7000-19.5/38型低位放頂煤液壓支架，支架質量24.8 t，支護寬度為1 430～1 600 mm，支護面積為7.7 m2，支護強度為0.9 MPa，支撐高度為1.95～3.8 m。

1 原回撤工藝及問題分析

1207 工作面支架先回撤至檢修聯巷，在檢修聯巷對支架進行解體后全部裝車運送至其他工作面。

1.1 回撤工藝

（1）施工人員使用封幫錨桿、卸扣和推前溜滑塊將支架調頭，再通過伸縮油缸將所有支架逐一拉出工作面，支架在拉出的過程中，工作人員要不斷調整固定錨桿的位置來對支架進行調整。

（2）使用頂部錨索及吊鏈等工具將支架逐一移動到工作面尾部的裝車平臺，做好裝車前的準備工作。

（3）使用回柱絞車在裝車平臺對支架進行裝車，裝車后的支架運送至檢修聯巷后，再由平板車運送至其他工作面。

1.2 主要存在的問題

（1）安全隱患多。由于支架在運送過程中需要多部絞車同時作業，這就很容易造成鋼絲繩纏繞［2］，對現場工作人員的生命安全造成巨大隱患。

（2）回撤效率低。這種回撤工藝必須將所有支架運送到裝車平臺后才能裝車運輸，浪費了大量時間，而且支架在多次拉動后，底板磨損現象比較嚴重。

（3）煤幫完好性要求高。由于支架的遷移需要工作面頂板的錨索作為支點，因此工作面需要在煤壁上打孔，這就會引起煤壁片幫。

（4）施工人員勞動強度大。支架在遷移的過程中需要工作人員反復的對每個支架逐一進行拉伸、吊掛、捆綁，造成工作人員勞動強度大［3］。

（5）每班作業人數多。每個作業班組需要操作8 臺支架，大約需要45人，按照每日3個班次需要135 人，對人員的數量要求高。

2 工作面支架回撤工藝優化

為了提高1207工作面液壓支架安全快速回撤，降低支架回采勞動強度，本文對工作面液壓支架回采工藝進行合理優化。

2.1 準備工作

工作面停采后，皮帶巷的超前支護距離不得小于26 m，皮帶巷靠煤壁一側6 m距離內全部使用4 m π型鋼梁和3.5 m或4.2 m的單體柱對頂板進行支護。如果π型鋼梁下方的地質條件已經不能使用單體柱時，工作人員可以采用直徑、長度分別為18 mm、5 m的錨索以及20 mm鋼板進行固定［4］。

皮帶巷靠煤壁一側6 m 距離外全部統一使用支架超前支護，皮帶巷的超前支護距離不得小于20 m，使用3.4 m 以及4 m π型鋼梁和3.5 m以及4.2 m的單體柱對頂板進行支護。皮帶巷端頭位置采用3.4 m π型鋼梁以及液壓支架和單體支柱進行支護，要將鋼梁的一端放在支架的上方，支護時要保證每根鋼梁下方至少有兩根支柱。

使用人員要在兩個工作面的沿線安裝一根單軌吊梁，同時配備兩臺吊機車配合起吊工作，單軌吊梁通常安裝在吊車外部的驅動部中間，在吊梁上還需安裝制動設備。

在工作面尾部選擇合適的位置安裝絞車硐室，并在綜采工作面煤壁側安裝液壓支架調移裝置，調移裝置主要由內臂、外臂、搖擺油缸、搖擺座、基座、橫梁、提升油缸等部分組成，如圖1所示，具體安裝步驟如下：

（1）施工人員首先要將基座安裝在橫梁上，搖擺座可以通過控制旋轉油缸轉向，使用鏈條將吊環與液壓支架相連，此時工作人員只需操作調移裝置外臂提升就可以帶動內臂上升，從而帶動整個設備上移；

（2）搖擺座在旋轉油缸的作用下進行反向轉動，此時調移裝置外臂及內臂在銷軸的作用力下帶動吊環移動，鏈條也會隨之一起帶動支架移動；

（3）當旋轉油缸到達合適位置停止運動后，調移裝置內臂在調移裝置外臂拉伸油缸的作用下向外拉伸，此時吊環在調移裝置內臂的作用下通過移動鏈條帶動綜采設備整體移動，當綜采設備移動到一定位置后，通過使用絞車將設備全部拉出，同時裝車運送出去［5］。

圖1 液壓支架調移裝置結構示意圖

2.2 支架回撤工藝

通過橫梁銷軸將調移裝置固定在橫梁上，同時將橫梁與支架的推溜缸相連。施工人員可以通過操作油缸手柄提升大臂控制回撤支架上移，施工人員操作手柄控制旋轉油缸一側拉伸、一側收縮，使支架的大臂擺向停產線，當所有支架全部擺放到位后統一拉出2 m。施工人員可以通過操作手柄指揮大臂油缸向內臂移動來控制支架側向偏轉。

液壓支架調移后通過安裝在機尾硐室內的雙速絞車將支架拉出，所有支架拉出后使用單軌運送出去。

將2個起吊車開至新工作面后，將起吊車的重梁位移動到支架上方，再將起重梁護板通過卸扣與支架過橋連接，使用2根直徑長度分別為26 mm、92 mm 的鏈條將護幫與兩擺桿連接，全部安裝完畢后，要安排專人進行檢查，檢查完畢后方可對支架進行起吊。

2.3 回撤工藝優化后優點

（1）使用新型調移裝置對工作面支架進行回撤時，只需要安裝一次，之后可以通過操作手柄進行操作，降低了工人的勞動強度，該裝置牽引力較大，能夠將支架一次抽出，節約了時間［6］，而且該裝置可以使用工作面的乳化液作為傳遞動力的媒介，降低了人工搬運的次數。

（2）使用新型回撤方法后，可以將每班工作人數縮減到15人，節約大量的勞動人數，同時降低了絞車及鋼絲繩的使用數量［7］，節約資金150萬元。

（3）在舊面回撤及新面運轉過程中，新工藝比原計劃提前25天完成穩裝工作，大大提高了工作面的穩裝效率［8］。

3 結束語

本文針對1207工作面液壓支架傳統回撤過程中主要存在問題進行分析，并根據實際生產情況對支架回撤工藝進行優化，通過實際應用效果來看，優化后的支架回撤工藝加快了工作面回撤速度，降低了勞動作業強度及回撤成本費用，保證工作面回撤施工安全，取得顯著安全、經濟效益。