裝卸液壓支架平臺的設計

馮紅斌

(大同煤礦集團 四臺礦，山西 大同 037006)

大同煤礦集團四臺礦是老舊礦井，產量任務重，平均每年綜采搬家20多次，而煤層賦存構造比較復雜，要實現搬家不停采，工作量較大。為保證和實現安全、高效地完成搬家任務，該礦設計研制了綜采工作面搬家裝卸支架的裝架平臺和卸架平臺，以提高工作效率。

1 制作裝卸液壓支架平臺的必要性

1.1 裝卸液壓支架工藝多，工作量大

當綜采隊工作面停采前40～50 m時，必須在出架順槽挑吊裝硐室，具體工藝：

1) 選位置。吊裝硐室的位置必須滿足巷道頂板完好平整，沒有構造，而且高度必須符合起吊要求。保證在進行爆破作業時頂板不會出現跨落，不破壞保護煤柱和均壓巷。

2) 打鎖口梁。位置選好后必須在3 m范圍的邊緣打4根3 m長鎖口鋼梁，每根鋼梁用3根6 m長鋼絞線支護，保證在爆破作業時頂板不會扯開影響該處的支護質量。

3) 搭盤。在爆破作業前要在吊裝硐室位置順槽皮帶上方用20根3 m長圓木，100根道木搭設一個牢固的平臺，防止爆破作業時放下的矸石砸壞皮帶設備影響正常出煤。

4) 吊裝硐室高度為4.2 m(自軌道面算起)，形狀為圓臺體，上圓直徑為2 m，下圓直徑為3 m. 中間布置4個掏槽眼，邊上布置8個周邊眼進行爆破，為了人員安全及頂板的維護，至少要放三茬炮才能完成作業。

5) 吊裝硐室的支護及護網。吊裝硐室爆破結束后必須及時進行錨桿和鋼絞線聯合支護，由于起吊硐室比較高，打支護時很不安全，而且還存在與綜采隊組平行作業的問題，增加了安全隱患。因此，支護的同時還必須進行護網，防止零星矸石掉落傷及作業人員，吊裝硐室支護共需6 m的鋼絞線12根，金屬網5張，鐵托板30塊，錨桿30套。

6) 支護結束后，還需在吊裝硐室中間頂板打兩個起吊盤，安裝2個30 t滑輪，起吊支架。

7) 爆破的矸石必須人工打碎裝在順槽皮帶拉走，增加了工人勞動強度和工作量。

1.2 安全風險高

1) 穩裝工作面支架時需要打混凝土卸架臺，由于每次掘進過程中底板不平等因素必須起底作業，有時也需要進行爆破作業。由于工作面搬家準備工期短、任務緊、工作量較大，做成的混凝土卸架臺沒有得到充分的凝固就投入使用，造成卸架時易損壞卸架臺，易在卸架處產生地面坑洼，嚴重時會出現約1.5 m的深坑，致使卸架時困難大，而且每個工作面穩裝支架都要做卸架臺，費時又費工。

2) 在裝架過程中，當支架起吊后需人工進行位置調整并清理支架帶出的浮煤沫，對作業人員有很大的安全隱患。

2 裝卸液壓支架平臺設計制作方案

2.1 裝架平臺的設計

為了確保液壓支架順利的安裝到平車上，設計制作了傾斜的安裝平臺，方便液壓支架安裝上平車。其示意見圖1.

圖1 裝架平臺示意圖

1) 制作要求。

a) 裝架平臺必須能夠承受液壓支架的重量，要求強度高。

b) 要求裝架平臺重量輕，這樣在井下搬運平臺方便省力。

2) 設計思路。

a) 將液壓支架裝架平臺制做成一個斜面直接和平車對接，讓需要裝到平車上的液壓支架直接運送到平車上，同時在平臺的側面焊接錨鎖底座，使平臺和地面連接以穩固平臺。

b) 控制液壓支架在平臺上的運動，在第一部分的斜面平臺上，用2根鋼板八字形焊接在斜面上，越接近地面方向鋼板間距越大，讓液壓支架從大口進小口出，可以更好地調節液壓支架的運動軌跡，越到上面鋼板間距越小，也越接近液壓支架寬度，從而更好地控制液壓支架運動方向。斜面繼續向上，邊上有兩塊鋼板的距離控制液壓支架的運動。斜面平臺和第二部分用高強度螺絲連接，邊上用法蘭連接，中間也要連接，連接處掏空，方便用工具擰緊螺絲。

c) 液壓支架從平臺運動到平車上。第二節的平面部分和平車搭接，平面部分和平車同高，使液壓支架可以裝到平車上運走，第二節裝液壓支架的平臺底部有導軌，使平車臺面及碰頭可以深入到裝支架的臺面里。

2.2 卸支架的平臺

卸支架平臺是裝支架平臺的反過程：其工作原理要比裝支架平臺的工作原理簡單，也是有兩節組成：

1) 運動路線。第一節卸支架平臺和平車搭接，讓液壓支架從平車運動到卸支架平臺的平面上，然后再進入平臺的斜面，最后運動到卸支架平臺的第二部分。

2) 控制液壓支架的運動。卸支架平臺用兩根平行的工字鋼控制液壓支架的運動，第一部分用法蘭螺絲和第二部分連接，第二部分完全是斜面，斜面上工字鋼為平行安放，控制液壓支架的運動。斜面的下面，在斜面的底部，還伸出一塊鋼板，液壓支架可以在鋼板上運動一段距離，平穩地落到地面。

卸支架平臺示意圖見圖2.

3 效 果

1) 裝架平臺與裝架車進行了很好地對接，支架通過回柱絞車直接一次性拉至裝架車固定位置，保障了裝架人員的安全。裝架臺的安裝穩設只需在裝架位置進行地錨固定，避免了爆破作業、頂板支護作業和多人平行作業的問題，做到了既安全又省工省力。

2) 卸架臺的設計加強了穩固性能，徹底解決了混凝土卸架臺易損易壞的問題，使穩裝牢固簡單，拆除方便，既保證了人員安全，又節省了工時。

3) 裝架臺和卸架臺的使用不僅保障了人員的安全，同時在機加工方面做到只需一次加工就可重復使用，節省了裝卸液壓支架的人力、物力。

4 經濟效益

裝卸支架平臺在工作面應用所需費用和以往打硐室費用相比較：

1) 裝卸支架平臺所需材料、人工費用。

a) 裝架臺加工安裝制作需人工5個，每工按200元，人工費用1 000元；25 mm鋼板4.9 t，按3 400元/t，材料費用16 660元。

圖2 卸支架平臺示意圖

b) 卸架臺需人工5個，每工按200元，人工費1 000元；25 mm鋼板4 t，按3 400元/t，材料費需13 600元。

裝架臺和卸架臺一次性加工穩裝所需材料費用30 260元，人工費用2 000元。

2) 起吊硐室所需的材料、人工費用。

a) 通常挑一次起吊硐室需要人工30個，每工按200元，人工費用6 000元。

需材料消耗：

鎖口鋼梁4根，按257元/根，計1 028元；

6 m的鋼絞線12根，按40元/根，計480元；

錨桿30套，每套30元，計900元；

金屬網5張，按142元/張，計710元；

鐵托板30塊，按34元/塊，計1 020元；

因此，每次挑一次起吊硐室的材料費用共需要10 138元。

b) 每次穩裝工作面做一個混凝土卸架臺需要人工10個，每工按200元，人工費用2 000元。

需要材料消耗：

6 m3沙子，按35元/m3，計210元；

2.5 t水泥，按360元/t，計900元；

4 m3石子，按42元/m3，計168元，共計3 278元。

每次搬家每個工作面起吊硐室和混凝土卸架臺作業的材料費用需13 416元，人工費用8 000元。

按每年該礦搬家18次計算，起吊硐室和混凝土卸架臺作業需人工費用108 000元，材料費用241 488元；現每年18次穩設裝架臺和卸架臺只需人工180個，材料費用30 260元，每年人工費和材料費共節約283 228元。

卸支架平臺及裝支架平臺實物圖見圖3,4.

圖3 卸支架平臺圖

圖4 裝支架平臺圖

由圖4可見，液壓支架正在裝支架的斜面上，裝支架平臺已經和平車連接，平車凸出的碰頭鑲嵌在裝支架平臺凹進去的地方，液壓支架通過18.5 kW回柱車用鋼絲繩拉到平臺的平面上，最后到達平車上完成裝車。

5 結 語

裝架平臺和卸架平臺在四臺礦應用效果良好，徹底解決和消除了起吊的安全隱患，而且降低了勞動強度，減少了工作量，降低了成本，提高了工作效率，為該礦實現安全、高效的搬家準備不停采工作發揮了重要的作用。