機械化搬家技術在霍州煤電礦井綜采工作面中的應用

陳騰飛

（山西焦煤霍州煤電集團豐峪煤業安裝分公司,山西臨汾031400）

0 引言

霍州煤電集團辛置礦、豐峪礦等礦綜采面受綜采設備重量、搬運方式、搬運距離、頂板穩定性控制等因素的影響，存在搬家效率低，安全性差等問題[1~3]。同時辛置礦、豐峪礦等綜采工作面中有很大一部分是普采工作面改造而成，采面運輸條件較差，不具備無軌膠輪車使用條件[4~5]。為此，文中提出機械化搬家技術應用到綜采工作面搬家中，并根據所采工作面實際情況，與廠家配合研究一整套適用于霍煤集團煤礦綜采工作面的綜采工作面設備回撤與安裝機械化工藝技術并不斷優化改進，以期能在一定程度上提高礦井綜采工作面生產效率以及安全保障能力。

1 傳統液壓支架回撤方式分析

具體辛置礦、豐峪礦等礦井綜采工作面液壓支架的布置情況見圖1所示。

圖1 綜采工作面液壓支架的布置示意圖

液壓支架是綜采工作面搬家中耗時最長、難度最大的設備，提高液壓支架搬家效率對提高可明顯提升綜采工作面搬家效率[6]。為此，文中重點對辛置礦、豐峪礦等以往采用的液壓支架回撤工藝進行分析。辛置礦、豐峪礦等液壓支架的回撤工作均包括以下3個步驟：

1）在液壓支架前方安裝固定定滑輪的裝置，絞車鋼絲繩穿過滑輪固定在待回撤支架前起吊眼上，在絞車拉力作用下抽采液壓支架；

2）在絞車、單體支護以及人工操作相互配合下完成液壓支架調向（液壓支架調轉90°）；

3）用過渡平臺配合絞車將液壓支架移動到平板車上，通過絞車移動平板車到指定位置。

以往采用的液壓支架回撤方式抽架、調向及吊裝等環節復雜、工作效率低，從而導致整個液壓支架搬運工作耗時較長。同時抽架作業方式為切巷不鋪設軌道，回柱絞車配合滑輪，使用鋼絲繩牽引強行抽架，再使用單體液壓支柱輔助，抽出后在切巷強行使用回柱絞車拉至機尾裝車，容易造成鋼絲繩斷裂，出現安全事故。

2 機械化搬家設備及技術分析

機械化搬家主要設備有PHZ-60液壓支架回撤平臺、CAZ-35液壓支架安裝叉車、QYK-15礦用液壓起重機，其中前兩者用以液壓支架回撤、安裝使用，QYK-15起重機用以采煤機、刮板輸送機、帶式輸送機等設備提升、搬運工作。

2.1 機械化搬家技術主要設備

2.1.1 PHZ-60液壓支架回撤平臺

回撤平臺結構見圖2，回撤平臺動力由布置在副巷內的乳化液泵站提供，通過支架回撤平臺上的牽引調向裝置將將液壓支牽引到平臺上。液壓支架牽引到回撤平臺后旋轉90°，從而支架調向，滿足液壓支架運輸需要。

圖2 PHZ-60液壓支架回撤平臺結構

支架回撤流程：

回撤叉車運至回撤平臺并連接固定→回撤平臺連接支架→回撤平臺抽架、調向→支架經回撤平臺上至回撤叉車→固定支架（掩護架及三角區維護）→回撤叉車運出工作面→支架倒裝至液壓裝車裝置→支架與平板車連接固定→副巷運出。

2.1.2 CAZ-35液壓支架安裝叉車

液壓支架安裝叉車是將液壓支架運到指定位置并安裝的設備，具體CAZ-35液壓支架安裝叉車結構見圖3所示。

圖3 CAZ-35叉車結構圖

叉車在采面布置的2 000mm寬軌道上運行。平板車將支架運輸到叉車位置后，用推拉裝置將支架推拉至叉車上，升起升降板將支架從平板車上提起并通過自帶的閉鎖裝置緊固液壓支架；平板車返回運輸另外的液壓支架。

支架安裝流程

副巷支架運至切巷口→平板車與安裝叉車連接固定→支架卸車倒裝至安裝叉車→固定支架→安裝叉車運至支架安裝位置→支架卸車→安裝叉車返回。

2.1.3 QYK-15礦用液壓起重機

礦用液壓起重機的結構圖見圖4，也是通過高壓乳化液作為動力源。通過液壓起重機起吊牽引設備至工作地點，并設置支頂裝置支頂，確保起重機穩定。起重機吊壁最大仰角為30°且可實現180°旋轉。采用起重機可實現對轉載機、刮板機、機組、后配套的安裝、拆卸工作，解決了人工使用導鏈吊裝功效低，速度慢的問題。

圖4 QYK-15礦用液壓起重機的結構圖

2.2 機械化搬家技術分析

采用機械化搬家工藝時應根據搬家設備性能、外形尺寸、質量等，制定可行的施工方法：

1）依據采面綜采設備重量、外形尺寸等，制定確定綜采設備安裝（回撤）巷道、絞車安裝硐室標準，從而為后續的綜采設備搬家工作高效開展創造良好條件；

2）在安全高效的前提下，針對不同工作面實際情況，現場提前組織辦公，確定最佳作業工序；

3）通過設備技術革新，適應了各礦井不同運輸作業方式，確保搬家設備效能的最大發揮（例如：在李雅莊回撤2-612工作面，結合李雅莊礦單軌吊運輸方式，我們自行設計制作過渡平臺，在工作面使用抽架平臺將支架抽出后，將支架通過過渡平臺運輸至單軌吊梁下方，再使用單軌吊直接調運支架，真正做到了安全高效）；

4）工作面安裝（回撤）時，著重從鍛煉專業化隊伍入手，要求搬家隊全員熟練操作搬家設備，并對搬家設備工作環境崗位危險源重新辨識匯編學習，確保施工安全。

在綜采設備回撤、安裝時通過液壓系統帶動的機械設備（CAZ-35叉車、QYK-15起重機、PHZ-60回撤平臺等）運行搬運，作業人員可在相對安全位置實行遠距離控制，從而實現液壓支架抽架、運架以及倒裝、拼裝等機械化操作。同時采用機械化搬家技術可避免頂單體柱、打導鏈等環節，可在一定程度上實現機械化減人目的。

3 現場應用實例分析

2016年11月機械化搬家技術在辛置礦首次使用，先后成功完成了10-422綜采工作面回撤、2-202工作面安裝等工作。在10-422綜采工作面回撤刮板輸機中部槽時通過采用QYK-15起重機實現10個小班拆裝200m刮板輸送機，效率較以往的刮板輸送機拆裝方式提升一倍以上；針對10-422工作面正巷皮帶機、轉載機的回撤，沒有運輸通道問題，通過延長單軌吊梁，利用單軌吊小車先運輸至正巷切巷口，再利用回撤支架用的2m軌道及回撤叉車將設備運輸至機尾，用中部槽起重機裝車，基本實現了回撤工作面的機械化作業，得到了礦方的認可，同時也鍛煉了綜采機械化安裝隊伍、熟悉了相關設備的性能、操作步驟。

2017年3月豐峪煤業采用機械化搬家技術實現了10-1301采面回撤及10-1303采面的安裝，通過邊回撤邊安裝，僅耗時30d即實現采面的搬家工作。在10-1303安裝工作面副巷布置1臺無極繩絞車、2套拐彎裝置可實現設備運輸需要。在安裝、回撤中部槽時，將切巷2m軌道改造為600mm軌道，杜絕了重復釘道工程，為工作面回撤、安裝縮短一半工期。回撤10-1301工作面時，使用10T液壓起重機，每小班回撤工作溜子中部槽24節，比以往人工回撤中部槽每小班10節超出14節，提高了回撤效率；采用PHZ-60液壓支架后每小班可回撤7架、采用CAZ-35叉車安裝支架時每小班可安裝6架，分別較傳統人工回撤、安裝方式增加3架、2架；同時避免人工抬、扛單體，降低勞動強度。

4 結束語

綜采工作面機械化回撤搬家工藝技術是依托引進的液壓叉車、起重車等設備實現綜采設備機械化回撤、安裝，能夠有效地解決工作面大坡度安裝、大噸位安裝、頂板破碎安裝等實際難題，減少了人員操作工序，提高了作業期間的安全系數。迄今為止在霍州煤電集團下述礦井中機械化搬家技術應用超過55次，降低綜采設備搬家成本1.5億元以上，應用效果顯著。