綜采工作面液壓支架快速安裝工藝的應用

仝偉國

（山西焦煤西山煤電集團公司杜兒坪煤礦，山西 太原 030000）

引言

綜采工作面液壓支架安裝工藝對整個工作面能否順利快速安裝起到決定性作用。在煤礦生產過程中，由于受工作面地質條件、安裝工藝等影響，在液壓支架安裝過程中存在很多問題，主要表現為：支架體積大運輸困難；采用傳統絞車對支架調向、搬運效率差、事故率高；傳統安裝工藝支架安裝周期長，無法滿足工作面高產高效需求。所以對綜采工作面液壓支架采取合理有效的安裝工藝，對工作面快速銜接、安全生產具有重要意義。

1 62709 工作面概況

山西焦煤西山煤電集團公司杜兒坪煤礦62709工作面位于北七采區西北部，施工2 號煤，北鄰北七后部回風巷及北七盤區邊界線，南鄰北七2 號煤皮帶巷、軌道巷，西鄰62711 工作面（已采），東為62707 工作面（未采）。

62709 工作面設計走向長度為1 656 m，傾向長度為230 m，回采的2 號煤層平均厚度為1.92 m，截止目前工作面頭尾順槽以及切巷已施工到位，并進入工作面準備階段。62709 工作面采用綜合機械化回采工藝，工作面采用ZY-5000/12/28 型掩護式支架進行頂板支護，共計155 架，支架最大支撐高度為2.8 m，最小支撐高度為1.5 m。工作面傳統采用絞車進行移架安裝，但是通過62711 工作面實際應用效果來看，傳統支架安裝工藝需安裝多部絞車，而且支架安裝效率差，62711 工作面支架安裝周期達19 d，無法滿足工作面安全高效的需求。對此，杜兒坪煤礦綜安準備隊通過技術研究，對62709 工作面液壓支架安裝工藝進行優化。

2 液壓支架安裝前的準備工作

2.1 敷設運輸軌道

62709 工作面共需安裝支架155 架，每個支架的質量為30 t，施工人員選用輕型鋼軌對運輸路面進行鋪設，枕軌選用U 型水泥枕木。相鄰兩個枕軌間的距離為0.5 m，為了對軌道進行加固施工人員每隔5 m安裝一套軌距拉桿。軌道在鋪設時，工作人員要保證軌道的平直，軌道接頭需小于5 mm，軌道前后的高度差不得大于2 mm。在有坡度的路段需采用圓弧過渡，不得在變坡點有接頭。

2.2 安裝絞車

由于62709 工作面地質構造相對復雜，巷道內的坡度較大、變坡點較多，采用常規的絞車不僅無法滿足運輸需求，對此綜安準備隊分別在軌道巷安裝無極繩續牽引、聯絡斜巷安裝調度絞車及雙速絞車。在平緩路段每隔30 m 安裝一組無極繩托繩輪，在坡度較大的路段每隔5 m 安裝一組無極繩托繩輪，同時要在切眼位置安裝一臺調度絞車及兩臺回柱絞車，兩臺絞車之間能夠相互對拉[1-2]。

2.3 安裝支架液壓液壓起吊裝置

支架液壓液壓起吊裝置主要由4 個千斤頂組成，采用十字連接頭將千斤頂與起吊底座進行固定，使用錨桿將底座固定在巷道頂板上，底座間的距離需根據現場支架的提放位置進行確定。千斤頂的前探梁設計行程為0.8 m，千斤頂通過高壓膠管供液，如下頁圖1 所示。

2.4 鋪設滑道

為了確保刮板機組件及支架滑靴的正常運送，施工人員在回風巷切眼處安裝一段長度為200 m 的三股輕型鋼軌，并通過十字軌道與回風巷軌道相連。

3 液壓支架運輸及安裝

3.1 支架運輸

圖1 支架液壓起吊裝置液壓控制系統示意圖

1）在62709 工作面上隅角以及工作面機頭硐室處各安裝一臺雙速無極絞車，該絞車具有載重量大、運輸距離長、穩定性好的特點，非常適用于井下坡度較多的巷道，是煤礦運輸的一種新型設備[3]。

2）液壓支架運輸至距工作面50 m 處組裝硐室后進行卸車，并將液壓支架移至裝卸一體平板車上[4]，然后利用上隅角處無極絞車將液壓支架拉至工作面機尾處，再利用機頭硐室雙速絞車將支架拉至指定位置并進行卸車。

3.2 支架安裝調向

1）液壓支架被運送到指定位置后，施工人員需拆除同板車的連接，并將支架底座起吊眼與液壓起吊裝置吊鉤相連[5]，施工人員可以通過操作液壓閥來控制提升千斤頂，支架被提放至指定位置，如圖2 所示。

2）為了防止支架滑到，還需在支架側安裝滑靴。施工人員在拆除千斤頂吊鉤后，使用鋼絲繩將運輸側絞車與千斤頂前端底座起吊眼連接，啟動絞車將支架拉至穩裝位置，最后將支架的滑靴、鋼絲繩及底部鋼軌全部拆卸。刮板機的溜槽與支架對接可以使用單體柱進行調整。

4 應用效果

1）設備安裝數量少：采用傳統工藝進行支架安裝時，需在工作面安裝7 部絞車，其中機頭、機尾硐室各1 部，上隅角1 部，工作面中部煤壁側2 部（間距為50 m），采空區兩部（間距為100 m）。優化后的安裝工藝僅需在工作面安裝2 部雙速絞車以及1 部液壓起吊裝置即可，減少了支架安裝期間設備安裝的數量。

圖2 液壓支架起吊剖面示意圖

2）支架穩裝安全性高：傳統的卸車方式采用“三角型”卸車平臺，存在板車無法與平臺固定、滑靴布置位置不合理及支架卸車后調整幅度大的缺點。傳統的滑靴沒有限位機構，支架在前移時很容易發生跑偏，引發倒架等安全事故。優化后的安裝工藝，實用性強、受工作面地質條件影響少，安全性高。

3）安裝周期短：采用優化后安裝工藝，支架運輸速度快，而且支架采用液壓起吊裝置安裝調向準確率高，與傳統安裝工藝相比，縮短了支架安裝調向時間，通過現場觀察發現，62709 工作面液壓支架安裝周期為15 d，與62711 工作面相比縮短了4 d。