李村煤礦液壓支架入罐方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李 程， 屈小兵， 石計(jì)忠

（山西潞安集團(tuán)李村煤礦建管處，山西 長治 046600）

引言

李村煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力一期為3.0Mt／a，二期5.0Mt／a。副井井筒直徑為Φ8.2m，井口鎖口盤頂面標(biāo)高＋936.800m，井底連接處搖臺轉(zhuǎn)軸軌面標(biāo)高為＋369.700m，提升高度為567.1m。由于受副井寬罐尺寸限制，液壓支架需解體入罐下井。為實(shí)現(xiàn)液壓支架能按期安全的運(yùn)送到工作面切眼，保證礦井綜采工作面在規(guī)定時間順利生產(chǎn)，需對液壓支架入罐方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 支架選型

李村煤礦3號煤層南區(qū)煤層厚度在4.0～5.8m，所以工作面采高為4.0～5.8m較為適宜。由于3號煤層直接頂（偽頂）板松散破碎，強(qiáng)度低等地質(zhì)條件，為防止頂板冒落支架不能接頂，所以，支架高度為2.8～6.2m較為合適。由于掩護(hù)式支架適用于破碎頂板及部門中等穩(wěn)定頂板，而且對煤層變化較大工作面適應(yīng)性較強(qiáng)等特點(diǎn)，根據(jù)李村井田的煤層厚度、設(shè)備生產(chǎn)能力及礦山壓力顯現(xiàn)狀態(tài)等因素。李村煤礦支架選擇兩柱掩護(hù)式支架，工作面中間支架的型號為ZY13000／28／62D型掩護(hù)式液壓支架、過渡支架型號為ZYG13000／28／62D型掩護(hù)式液壓支架、端頭支架型號為ZYT13000／26／55D型掩護(hù)式液壓支架。隨著兩柱掩護(hù)式支架工作阻力加大，其適應(yīng)范圍也對應(yīng)加大，可以較好適應(yīng)堅(jiān)硬頂板，避免四柱支撐掩護(hù)式支架前后立柱受力不均等現(xiàn)象，大大提高了支護(hù)效率。

2 副井提升設(shè)備

李村煤礦副井井筒直徑為Φ8.2m，井口鎖口盤頂面標(biāo)高＋936.800m，井底連接處搖臺轉(zhuǎn)軸軌面標(biāo)高為＋369.700m，提升高度為567.1m。整個副井提升裝備設(shè)計(jì)為一套主提升和一套副提升。主副提升設(shè)備機(jī)械設(shè)備采用德國西馬格公司生產(chǎn)的提升設(shè)備，主副井電控設(shè)備采用西門子公司提供的提升電控設(shè)備。

主提升配備凈寬分別為1 270mm和2 300mm罐籠一對，副提升配備長材交通罐和平衡錘。主提升容器為凈寬1 270mm的1.5t、900mm軌距礦車雙層四車四繩窄罐籠和內(nèi)寬2 300mm的1.5t、900mm軌距礦車雙層四車四繩寬罐籠，罐道間距5 400mm，冷彎方鋼管罐道，端面滾輪罐耳導(dǎo)向。寬罐籠能滿足下放外形尺寸長5 200mm、寬2 300mm、高3 400mm，質(zhì)量33t（含平板車）的大件要求，井上、下為異側(cè)進(jìn)出車，井上、下進(jìn)出車水平采用四角罐道穩(wěn)罐。

3 液壓支架入罐方案設(shè)計(jì)

由于受副井寬罐尺寸限制，支架可拆解3部分運(yùn)輸入罐下井。可采用30t平板車對解體支架進(jìn)行運(yùn)輸，平板車設(shè)計(jì)有固定孔，用高強(qiáng)度固定螺栓對支架進(jìn)行緊固。平板車設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)為：型號：MPC30-9；外形尺寸：4 500mm（長）×1 680mm（寬）×350mm（高）；承載能力：30t；軸距：1 500mm（可調(diào)1 200mm）；軌距：900mm；輪徑：300mm；牽引高度：280mm；質(zhì)量：2.4t。

3.1 中間架入罐方案設(shè)計(jì)

下表1為中間架拆解3部分的尺寸及重量表，圖1為中間架頂梁支座設(shè)計(jì)圖，支座重為0.7t。圖2為中間架頂梁、支座及板車實(shí)物安裝圖，表2為支架拆解后頂梁與支座及平板車固定后的尺寸及重量表。通過表2數(shù)據(jù)可以看出，支架頂梁采用支座安裝后滿足入罐要求。

表1 中間架拆解尺寸及重量表

圖1 中間架頂梁支座設(shè)計(jì)圖（mm）

圖2 中間架頂梁安裝圖

圖3 分別為中間架四連桿和掩護(hù)梁組件支座設(shè)計(jì)三向視圖，支座總重1.2t。圖4為中間架四連桿和掩護(hù)梁組件、支座與板車固定后的實(shí)物安裝圖，通過表3數(shù)據(jù)可以看出，支架四連桿和掩護(hù)梁采用支座安裝后滿足入罐要求。由于中間架底座平齊，可通過直接在平板車上的6個固定銷孔來對支架底座進(jìn)行固定，圖5為中間架底座與板車實(shí)際安裝圖。

圖3 中間架四連桿和掩護(hù)梁組件支座設(shè)計(jì)圖（mm）

圖4 四連桿和掩護(hù)梁組件實(shí)物安裝圖

圖5 底座組件實(shí)物安裝圖

表2 中間架板車運(yùn)輸尺寸及質(zhì)量表

3.2 過渡架入罐方案設(shè)計(jì)

過渡架頂梁、四連桿和掩護(hù)梁支座同中間架支座相同，下頁表3、表4分別為過渡架拆解前及與板車支座安裝后的尺寸及重量表，通過表中數(shù)據(jù)對比，可以看出過渡架在采用支座及平板車對拆解部分安裝運(yùn)輸后，入井尺寸均滿足罐籠下大件最大尺寸要求。

表3 過渡架拆解尺寸及質(zhì)量表

表4 過渡架板車運(yùn)輸尺寸及質(zhì)量表

3.3 端頭架入罐方案設(shè)計(jì)

由于端頭架頂梁長為5 810mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過罐籠下大件最大長度5 200mm。為便于頂梁安裝運(yùn)輸，結(jié)合支架圖冊說明書，在拆掉一、二級護(hù)幫板后頂梁長度實(shí)測為5 521.5mm。圖6所示為端頭架頂梁支座設(shè)計(jì)圖，采用兩點(diǎn)斜支撐方式保證頂梁橫向長度滿足入罐尺寸要求。端頭架頂梁采用圖7所示設(shè)計(jì)圖后總體長度為5 107.7mm，滿足入罐長度要求，其余高度，寬度及重量如表5、表6所示，均滿足入罐要求。

表5 端頭架拆解尺寸及質(zhì)量表

表6 端頭架板車運(yùn)輸尺寸及質(zhì)量表

圖6 端頭架頂梁支座設(shè)計(jì)圖 （mm）

圖7 端頭架頂梁組件安裝運(yùn)輸圖 （mm）

4 結(jié)語

通過將支架可拆解3部分運(yùn)輸入罐下井。可采用30t平板車對解體支架進(jìn)行運(yùn)輸。李村煤礦綜采工作面液壓支架已全部入井，并在綜采工作面切眼安裝完成。該支架入罐方案設(shè)計(jì)實(shí)踐證明可行、可靠，支架入罐正常、有序，切實(shí)滿足了礦井支架入井運(yùn)輸?shù)墓ぷ餍枰瑸槟甑椎V綜采工作面建成投運(yùn)做好了充足的準(zhǔn)備。