新型全自動拆除工作面用液壓支架裝車平臺的技術應用

張明懷

（河南能源義煤公司，河南 義馬472300）

隨著科技發展，煤礦礦井也愈加的高產高效，采煤工藝得到了很好的改進，設備更新換代的速度也在不斷加快，特別是大噸位和大功率的設備的投入使用，促進了綜采工作面原煤產量急劇增加，也導致了綜采工作面設備拆除頻率隨之增加，整個綜采工作面設備拆除的重點是體積大、重量重、數量多的液壓支架拆除工作，它是嚴重影響著整個綜采工作面設備拆除的安全和速度。而液壓支架裝車工作又是重中之重，存在著勞動強度大、工作效率低等諸多問題，綜采工作面拆除液壓支架后順利裝車，是整個工作面設備安全、高效順利拆除的最大難題。

1 工作面概況

我礦25020 綜放工作面于2017 年3 月安裝投入生產，該工作面可采長度942.5m，斜長為220m，面積194020m2，工業儲量90.4 萬噸, 可采儲量84 萬噸。煤層傾角10～17°平均13°，北部為-200 水平西翼運輸大巷南側保護煤柱，東邊以25 區下山西側保護煤柱為界，南部為25040 已采工作面和-200 水平26區東翼未采區，西部為26 區東側未采區為界。此面共安裝液壓支架149 架：

1.1 ZFG7200/21/30 型排頭架6 架（機頭、尾各3 架）。

工作阻力：7200KN 結構高度: 2.1-3.0m 支架重量: 約24.8噸

1.2 ZF7000/18/28 型中間架143 架。

工作阻力：7000KN 結構高度: 1.8-2.8m 支 架重量18.77 噸2019 年1 月回采結束并進行設備拆除回撤工作。

2 傳統液壓支架裝車方式及缺點

我礦原有綜采工作面液壓支架拆除方法是在工作面正頭安裝一部回柱絞車，利用回柱絞車通過鋼絲繩、滑輪、單體柱配合將液壓支架拉出拉到切眼正頭，再用裝車點回柱絞車將液壓支架牽引到裝車點處用簡易裝車起吊梁將其升起，裝車外運升井，舊裝車點位置的選擇對巷道狀況要求比較苛刻，在工作面上巷距切眼30～50 米的范圍內選擇頂板條件較好且高度、寬度適宜的巷道安設簡易液壓支架裝車點，此裝車點上梁采用四根12＃礦用工字鋼，腿用2 架2.8 米液壓抬棚用作支撐，在工字鋼四角固定4 個起吊千斤頂進行起吊，利用2 片操作閥組控制四個起吊千斤頂集中同時升降待裝車的液壓支架進行起吊，然后將平板車推入液壓支架下方進行裝車，安裝緊固卡具固定外運升井。

此種裝車起吊梁存在缺點：（1）安全系數低。液壓支架用簡易裝車起吊梁裝車時，由于支架較重，支架重心與平板車重心難于重合，對平板車造成很大沖擊，容易造成平板車側翻掉道，掉道后人員要在懸空的液壓旁對掉道平板車進行上道處理很不安全。（2）操作不方便。在對待裝車的液壓支架升降過程中，由于四根升降千斤頂不一定會同時、同速升降對液壓支架會造成傾斜，給裝車工作造成困難。（3）穩定性差。簡易裝車梁由于是用工字鋼臨時架設，對巷道頂板及煤墻都有嚴格要求，對梁、液壓千斤頂、管路、閥完好情況要求也比較高，人員操作復雜，上述因素都會造成簡易起吊梁穩定性差。（4）簡易起吊梁強度低、易變形，不適合大重量、大噸位液壓支架裝車。（5）嚴重破壞切眼內底板平整度。由于簡易起吊梁安裝位置是在工作面切眼上拐頭外30～50 米處，距離拆除液壓支架距離較遠，運輸液壓支架時要用回柱車硬拉到切眼正頭上囗處，由于液壓支架較重在拉拽過程中切眼底板會被啃出一道溝，深度有時會達到1.7 米，不利于下架支架的安全運輸。（6）經濟社會效益差。由于液壓支架是在切眼內拉拽運輸，對設備（回柱車、鋼絲繩、液壓支架）損壞比較大，回柱車每拆除一面更換2～3 臺，鋼絲繩更換5～7 根，此種裝車方式裝車速度較慢、安全系數較低，作業的時候很容易出現飛滑子和斷繩的情況，很容易導致作業人員受傷，此外，施工環節也比較多，人員投入較大，拆除效率低，投入成本高、浪費人力、物力、財力。

3 新型全自動液壓支架裝車平臺的應用及創新點

我們根據井下施工現場研究設計了一種新型全自動拆除工作面用液壓支架裝車平臺其結構簡單、操作方便、性能先進可靠、免維護并適用多種架型。該新型裝車平臺與傳統裝車起吊梁結構相比具有以下創新點：

3.1 裝車平臺的前部分開口的位置是喇叭嘴，其能夠保證出現液壓支架位置不正的時候，不需要通過外力，將其拉到平臺上去。

3.2 平臺兩側分別沿處邊焊接一塊高于平臺100mm 的導向板，防止液壓支架在拉移過程中因受力不均偏離平臺及平板車，平臺后部分端面設計連接耳座與30 軌連接，避免液壓支架裝車時因平板車受摩擦而錯位掉道。

3.3 平臺底部采用整板封底，增大平臺與工作面底板的接觸面積，確保在軟煤層（底板）拆除工作面液壓支架裝車時，平臺不會因受力過大而下陷。

3.4 平臺整體結構簡單、易于操作拆除液壓支架時，可安裝到切眼內距拆除液壓支架處30 米外，并隨液壓支架拆除向上移動。

新型全自動拆除工作面用液壓支架裝車平臺具有的優點：（1）固定比較牢靠，能夠在確保液壓支架裝車安全的同時不需要對液壓支架進行反復移動，從而降低工作量。（2）適應性很強，對位置要求較低，能夠很好的減少挑頂以及落底的相關工作量，裝車位置不用采取特別的方法進行加強支護。（3）能夠減少支架拆除以及裝車所需要的時間，能從整體上減少拆除工作面需要的時間，能夠確保工作面能夠順利及時的被拆除，減少安全隱患或者安全事故出現的概率。（4）此次拆除投入的裝車平臺與以往的起吊梁相比，在安全、技術及效益上有了新的突破，原使用的裝車起吊梁設置于工作面上拐外30～50 米處，需要確保各種因素條件的滿足，比如煤墻不能存在片邦的情況，起吊梁的頂板位置必須完好，液壓支架高度位置必須滿足實際起吊的需要，裝車支架懸于平板車上需多次人工定向復位，起吊梁承載量較小等因素限制，而新型裝置則可以多裝液壓支架每班5架左右，保障了安全促進了效益，從而提高了大型液壓支架裝車的施工效率。（5）使用新型裝置后，減少拆除工作面投入的設備、支護材料、人員、工程量等，從而取得了良好的經濟和社會效益，提高了拆除裝車速度和工效，從安全和效率節約資金約240萬元左右。（6）該裝車平臺在施工操作上安全可靠，簡便實用。傳統起吊梁裝車緊固需要6～7 人，裝車時間需要40 分鐘。而新型裝車平臺裝車緊固需要2～3 人，裝車時間需要10 分鐘。從而節約了人力、物力，降低了勞動強度，安全上減少了事故的發生率。（7）裝車平臺在技術上遠優越于起吊梁的性能，起到了拉拽到位，復位裝車的連續作業。（8）在支架完成過渡到平板車上，為了使支架與平板車順利到位連接，該平臺設計了靠液壓千斤頂實現調整的裝置，該裝置安裝簡單可靠，調整力度大而平穩。

4 新型全自動液壓支架裝車平臺的安全效益

該裝置大大降低了工人的勞動強度，提高了工作效率等諸多問題，有效的杜絕了上行硬拉拽液壓支架過程中斷繩抽人事故，能夠確保作業人員本身的安全，快速的將綜采工作面液壓支架拆除，切實提高了液壓支架拆除的效率和安全，能夠降低設備、材料成本，從而大大節約了人力、物力、財力，為安全生產提供了有力保障。

5 結論

5.1 通過在25020 綜放工作面拆除裝車液壓支架的實踐，證明新型全自動液壓支架裝車平臺能夠很好的完成綜采工作面拆除液壓支架的裝車回撤工作，簡化作業環節的同時提高了拆除速度，促進了安全生產。

5.2 采用新型全自動液壓支架裝車平臺后，減少了液壓支架拆除時間，節約了設備、材料、人工等各項費用，共帶來經濟效益約50 萬元。