急傾斜綜采工作面液壓支架回撤簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

簡(jiǎn)學(xué)才 劉建 周忠國(guó) 周峧洋 張孟軍

摘 要：隨著急傾斜煤層綜采技術(shù)的推廣和應(yīng)用，急傾斜煤層綜采液壓支架由幾噸發(fā)展改進(jìn)到20多t，液壓支架回撤裝車采用傳統(tǒng)的起吊裝車安全威脅較大同時(shí)效率低，為滿足急傾斜煤層綜采液壓支架回撤裝車安全及提高裝車工效要求，總結(jié)形成了一套利用簡(jiǎn)易混凝土裝車平臺(tái)裝車的工作經(jīng)驗(yàn)和方法。

關(guān)鍵詞：急傾斜;綜采;液壓支架;裝車

中圖分類號(hào)：TD355 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）12-0163-02

0引言

綠水洞煤礦位于華鎣山山脈中段，礦井于1981年建成投產(chǎn)，由于復(fù)式背斜及向斜影響其煤層呈“M”型，為單一煤層。受構(gòu)造影響隨著水平向下延深，煤層傾角越來(lái)越大，局部甚至發(fā)生倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，由于傾角增大，頂板管理難度和飛矸威脅增大，若繼續(xù)采用高檔普采等方法已經(jīng)不能滿足安全開(kāi)采的需求，在20世紀(jì)90年代，綠水洞煤礦開(kāi)始探索大傾角、急傾斜煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采，隨著綜采設(shè)備發(fā)展和對(duì)各種功能的需求，設(shè)備朝著“大”和“強(qiáng)”的方向發(fā)展，特別是液壓支架重量由原來(lái)的5t發(fā)展到22t，尺寸也隨著支撐力和防飛矸等特殊要求而增加。由于液壓支架重量和尺寸的增加，如果在回撤裝車中繼續(xù)采用傳統(tǒng)吊裝模式，安全風(fēng)險(xiǎn)大，同時(shí)受急傾斜煤層巷道異形斷面操作空間狹小等因素影響裝車效率及回撤進(jìn)度，如何既安全又快速裝車成為礦井急需解決的問(wèn)題[1-7]。

1急傾斜煤層綜采工作面回撤工藝及傳統(tǒng)裝車方式

綠水洞煤礦急傾斜煤層綜采工作面設(shè)備回撤，采用在風(fēng)巷正對(duì)回撤通道施工回撤硐室、安設(shè)雙速絞車直接提升設(shè)備至風(fēng)巷上出口，然后通過(guò)風(fēng)巷內(nèi)的轉(zhuǎn)向絞車運(yùn)至起吊裝車處，通過(guò)起吊方式進(jìn)行裝車，然后通過(guò)蓄電機(jī)車直接運(yùn)輸至地面。急傾斜煤層綜采工作面設(shè)備回撤布置見(jiàn)圖1。

傳統(tǒng)裝車方式采用起吊裝置裝車，起吊裝置采用2根并排的11#礦工鋼加工而成鋼梁，并鉆孔安設(shè)銷子安設(shè)液壓缸，礦工鋼采用錨索固定在頂板上形成起吊裝置，起吊裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，通過(guò)遠(yuǎn)程操作閥片進(jìn)行液壓支架起吊裝車，通過(guò)延伸至起吊裝置處的軌道，將液壓支架起吊至平板車高度后進(jìn)行裝車作業(yè)。

隨著綜采設(shè)備更新，傳統(tǒng)起吊方式的缺點(diǎn)越來(lái)越凸顯。首先由于液壓支架重量增加，對(duì)起吊裝置牢固程度和起吊安全的要求較高，若達(dá)不到要求，在起吊過(guò)程起吊梁突然掉落或頂板破壞等極端情況下，所造成的安全威脅較大，其次因?yàn)榧眱A斜煤層巷道為異形斷面，矮幫側(cè)高度一般為1.8m，而起吊高度一般最低需要2.5m，故巷道需要將原三角煤取掉一部分，然后采用錨網(wǎng)支護(hù)，再施工起吊錨索，必須保證頂板完整，否則施工錨索的錨固力就不能達(dá)到要求，進(jìn)而無(wú)法起吊，如果頂板較破碎則不能施工起吊裝置，必須避開(kāi)，需要提前進(jìn)行停采，導(dǎo)致回采煤量減少，傳統(tǒng)起吊方式適應(yīng)性較差。

2簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)設(shè)計(jì)

在近水平煤層，回撤液壓支架通過(guò)使用一個(gè)簡(jiǎn)易的帶斜坡金屬裝車平臺(tái)，既能提高效率，又能進(jìn)行復(fù)用，成本非常低。但急傾斜煤層綜采工作面風(fēng)巷因煤層傾角原因，受巷道斷面高度影響，必須從上出口至裝車段全部臥底，臥底量非常大，同時(shí)必須采用混凝土澆筑。金屬裝車平臺(tái)的傾角也不能太大，否則液壓支架上平臺(tái)時(shí)其探梁會(huì)掛巷道支護(hù)的梁子，破壞巷道支護(hù)，同時(shí)因巷道底板為煤炭，平臺(tái)固定的難度非常大，使用起來(lái)安全性得不到保證，如平臺(tái)移動(dòng)可能造成無(wú)法上車反而發(fā)生液壓支架傾倒。結(jié)合急傾斜煤層實(shí)際情況，采用一種簡(jiǎn)易的混凝土平臺(tái)方式裝車，采用該裝車平臺(tái)通過(guò)轉(zhuǎn)向絞車直接將液壓支架運(yùn)至平板車直接上車，然后直接運(yùn)輸，既能很好滿足急傾斜煤層和巷道實(shí)際情況，又不用起吊，安全性和工效得到提高。

簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)采用臥底的方式，在風(fēng)巷澆筑平面以下直接臥底，平板車整體低于風(fēng)巷澆筑平面50mm，臥底深度650mm，長(zhǎng)度略大于一個(gè)平板車長(zhǎng)度，然后通過(guò)一個(gè)小斜坡就能回到風(fēng)巷原底板高程，最后直接裝車運(yùn)輸。

為了保證液壓支架從上車口運(yùn)至裝車位置能夠直接裝車，需要在裝車位置前方采用11#礦工鋼加工限位塊，一起澆筑在混凝土中，使轉(zhuǎn)向絞車在拉液壓支架時(shí)能按指定線路移動(dòng)，以此保證液壓支架裝車形態(tài)。限位塊為喇叭形狀，前方開(kāi)口大后方小，主要是限制液壓支架移動(dòng)線路，限位塊之間距離根據(jù)液壓支架規(guī)格進(jìn)行確定，一般1.5m寬的液壓支架限位塊間距為1.7m，1.75m寬的液壓支架限位塊間距為1.9m。

為了避免液壓支架上車時(shí)平板車上翹和移動(dòng)，在平板車位置前端下方澆筑一個(gè)支撐平臺(tái)，保證液壓支架裝車時(shí)平板車不上翹，同時(shí)在尾部增設(shè)防撞樁，不讓液壓支架前后移動(dòng)。簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)平面布置見(jiàn)圖3，簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)剖面見(jiàn)圖4。

3簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)應(yīng)用效果

通過(guò)在礦井3134、3212、3221等綜采工作面的回撤，與以前工作面回撤采用傳統(tǒng)裝車方式進(jìn)行比較，采用傳統(tǒng)起吊方式裝車回撤，一個(gè)工作面液壓支架平均每班能裝車1.5車，而采用簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)平均每班能裝車2車，工效提高30%，即相當(dāng)于回撤一個(gè)工作面的液壓支架能節(jié)約近1/3的時(shí)間，特別是在回撤后期，由于距離上出口越近，工作面液壓支架回撤頻率越快，這時(shí)裝車方式對(duì)其效率要求就越高，傳統(tǒng)起吊方式裝車每個(gè)班裝車量最多就2車，而簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)能達(dá)到4車，保證了工作面回撤出來(lái)的液壓支架能及時(shí)裝車?yán)撸粫?huì)造成液壓支架在上出口堆積，加快工作面回撤工作，提高了回撤效率。簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)在使用過(guò)程既能提高功效，又能減少起吊環(huán)節(jié)，增加了作業(yè)安全性。

4結(jié)語(yǔ)

（1）使用簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)能夠減少材料投入。簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)材料消耗，需要約13m3的C30混凝土，約0.47t11#礦工鋼，固定錨桿4套，根據(jù)目前單價(jià)情況，材料消耗累計(jì)約6500元。

（2）使用簡(jiǎn)易裝車平臺(tái)能夠提高裝車效率，使用該平臺(tái)投入少，能增加工效，提高作業(yè)安全性，受巷道頂板和支護(hù)制約小，與傳統(tǒng)裝車方式比較，能夠近可能多回采資源，具有投入少、安全性高、操作性可靠、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，推廣應(yīng)用前景廣闊。

參考文獻(xiàn)

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