煤礦井下液壓支架快速拆裝技術(shù)的優(yōu)化研究

黨澤夏

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)馬道頭煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 大同 037100）

引言

液壓支架的所有運(yùn)動(dòng)依靠液壓動(dòng)力來(lái)完成，是作為煤礦綜合機(jī)械化開(kāi)采的核心設(shè)備來(lái)完成煤礦井下巷道頂板支護(hù)工作，其中支架的工作可靠性以及穩(wěn)定性直接與煤礦井下綜采作業(yè)的安全性相關(guān)聯(lián)。近年來(lái)，煤礦機(jī)械化更新迭代速度較快，綜采的工作的效率受影響也得到明顯的提高，這樣的改變也提高了井下液壓支架支護(hù)、運(yùn)輸?shù)戎苓呄嚓P(guān)配套的要求，但是煤礦井下存在液壓支架、人工絞車、巷道和人工等問(wèn)題，這些嚴(yán)重地制約井下綜采工作的效率提升，同時(shí)增加了生產(chǎn)安全隱患，對(duì)液壓支架快速拆裝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析。

1 液壓支架拆卸及組裝硐室的建立

為了將液壓支架的拆卸及組裝簡(jiǎn)易程度進(jìn)一步提升，本技術(shù)采用將分解硐室安置在支架旁邊的回風(fēng)巷以及運(yùn)輸巷中間的結(jié)構(gòu)方案，臨時(shí)支護(hù)相關(guān)工作采用螺紋錨桿在硐室實(shí)現(xiàn)，1 000 mm 是必須保持的螺紋錨桿距離, 同時(shí)將三橫一豎的排布方案引入螺紋錨桿的固定工作，在硐室偏向采空區(qū)域盡可能多地布置錨桿有益于支護(hù)穩(wěn)定性，并且硐室相關(guān)工作利用臨時(shí)支護(hù)的方式開(kāi)展，每個(gè)連接區(qū)域通過(guò)螺紋接頭連接，運(yùn)用該方案可以將支護(hù)工作效率提升近三成，支護(hù)作業(yè)的費(fèi)用和支護(hù)作業(yè)的成本將會(huì)明顯下降。組裝硐室的用途是調(diào)試和組裝液壓支架，依照現(xiàn)實(shí)的工作面支護(hù)需求，通過(guò)論證在巷道回風(fēng)巷的安裝切眼位置設(shè)置組裝硐室，其中的支護(hù)方案仍然沿用與另一個(gè)硐室技術(shù)相同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組裝，通過(guò)將鋼網(wǎng)布置在作業(yè)區(qū)域上的方式實(shí)現(xiàn)防護(hù)功能，再運(yùn)用三層護(hù)網(wǎng)錯(cuò)位布置模式布置行程防護(hù)網(wǎng)，這樣能夠加強(qiáng)防護(hù)碎石的效果，減少由于碎石滾落等情況對(duì)人的傷害[1]。硐室布置分幾個(gè)部分，其中第一是分解分解硐室成掩護(hù)梁、頂梁以及底座，第二將以上部分放置到安裝硐室，并且完成相關(guān)的組裝以及調(diào)整工作，隨后就可以運(yùn)用在綜采面的整個(gè)支護(hù)工序中。液壓支架井下分解和組裝硐室的分布如圖1 所示。

圖1 煤礦井下液壓支架分解、組裝硐室示意圖

2 液壓支架拆卸技術(shù)的優(yōu)化

首先將1 號(hào)以及2 號(hào)設(shè)備共同構(gòu)成的回撤掩護(hù)通道建設(shè)于要撤走的支架頭部，減少回撤過(guò)程垮塌危害的發(fā)生，安全性能夠得到進(jìn)一步的保障。若要將3 號(hào)支架拆除，那么第一步將支架的底座以及牽引臂等相關(guān)結(jié)構(gòu)與回撤平臺(tái)連接成整體，然后將液壓支架的控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)更新，將單架供液結(jié)構(gòu)運(yùn)用到支護(hù)當(dāng)中，通過(guò)控制系統(tǒng)下移液壓支架的立柱，直至兩個(gè)支柱下降250 mm 為止，支柱找平工作得到認(rèn)可完工后，協(xié)同運(yùn)用回撤支架設(shè)備，支架的推溜缸以及牽引臂依靠控制系統(tǒng)精準(zhǔn)地把3 號(hào)支架推進(jìn)支架回撤平臺(tái)。完成支架定位相關(guān)工作后，繼續(xù)采用固定銷結(jié)座方式將整個(gè)設(shè)備固定，這就能很大程度上減少設(shè)備晃動(dòng)的發(fā)生，隨后通過(guò)絞車牽引旋轉(zhuǎn)60°后的回撤平臺(tái)，然后旋轉(zhuǎn)液壓支架到最佳的位置。之后支架的回撤叉車被牽引到合適的地方，同時(shí)固定平臺(tái)，保持平臺(tái)處于絕對(duì)的穩(wěn)定狀態(tài)，隨后完成3 號(hào)支架到回撤叉車處相關(guān)工作，最后主絞車牽引叉車回歸硐室，液壓支架的拆卸流程如下頁(yè)圖2 所示[2]。

圖2 液壓支架的拆卸流程

3 液壓支架組裝技術(shù)的優(yōu)化

液壓支架在安裝硐室內(nèi)進(jìn)行組裝工作當(dāng)中，橫向放置組裝方案被引用，第一在標(biāo)準(zhǔn)組裝流程中，掩護(hù)梁、頂梁被液壓吊車順序組裝，根據(jù)零部件的前期編號(hào)進(jìn)行相關(guān)后續(xù)組裝，組裝工作結(jié)束后支架被轉(zhuǎn)移進(jìn)行正常支護(hù)工作面，支架被尾向絞車以及液壓裝車設(shè)備協(xié)同牽引到安裝叉車，保持液壓支架的平穩(wěn)是在轉(zhuǎn)運(yùn)途中最為重要的，特殊情況下還需運(yùn)用配平方式確保支架在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的安全，為最大程度地保證轉(zhuǎn)運(yùn)安全，特別在所有固定工作完成后在進(jìn)行平板車移除工作。為了將安裝叉車以及主絞車完美地連接需提前預(yù)設(shè)連接銷孔，還特意設(shè)置副絞車鋼絲繩，尤其通過(guò)多項(xiàng)措施對(duì)叉車上的緩沖支架的伸出活動(dòng)進(jìn)行精細(xì)把控。在巷道的安裝工作中，利用支架與副絞車協(xié)同來(lái)進(jìn)行安裝工作，隨之依次完成提升支架以及后續(xù)的支護(hù)，圖3 為該設(shè)計(jì)下的液壓支架安裝流程[3]。

圖3 新方案下液壓支架的安裝流程示意圖

根據(jù)分析后的液壓支架拆裝過(guò)程中的工作程序得到，液壓支架拆裝技術(shù)在優(yōu)化后，安裝叉車、運(yùn)輸平板車、液壓絞車等機(jī)械化設(shè)備被大量地使用，這幾類機(jī)械設(shè)備相互配合貫穿于整個(gè)拆卸、轉(zhuǎn)運(yùn)、組裝的過(guò)程中，對(duì)支架拆卸以及組裝的安全以及效率提升兩方面產(chǎn)生很大影響，一方面工作人員的需求銳減，另一方面是整個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)工作的效率以及穩(wěn)定性得到明顯提升，說(shuō)明兩個(gè)硐室發(fā)揮了很大作用。另外，在進(jìn)行綜采作業(yè)同時(shí)可以進(jìn)行硐室的裝備等相關(guān)工作，這樣支架的分解以及組裝也都可得到節(jié)約，再者硐室投入使用，液壓吊車可以完成液壓支架的拆卸和組裝，這些措施對(duì)支架的拆裝安全性和效率有很大提升作用。

4 結(jié)論

面對(duì)當(dāng)前煤炭開(kāi)采領(lǐng)域涉及的液壓支架拆裝的可靠性和安全性等問(wèn)題，提出了一種新的解決方式，將分解以及安裝硐室直接建設(shè)在井下，使得液壓支架的拆卸、組裝工作與其他工作同時(shí)進(jìn)行，支架的拆卸、轉(zhuǎn)運(yùn)、組裝等工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水作業(yè)。其次，在硐室內(nèi)，所有機(jī)械設(shè)備按照設(shè)計(jì)方案協(xié)同工作，有效提升了支架的安全性和拆裝效率，該技術(shù)拆裝效率是原有技術(shù)的1.4 倍以上，減少了1/3 現(xiàn)場(chǎng)施工人數(shù)，勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低，在保證煤礦井下安全性和工作效率方面做出重要貢獻(xiàn)。