曙光礦1226工作面掩護式液壓支架安裝技術的優化設計

史焱斌

（山西汾西礦業（集團）有限責任公司曙光煤礦， 山西 孝義 032300）

引言

煤礦生產過程中越往后開采礦壓越明顯，現有的液壓支架已經無法支撐所在工作面，新液壓支架又比原本的液壓支架長、高、重，又因受井下運輸環境的限制，新的液壓支架無法整體進行運輸，為了新液壓支架順利運輸到井下且快速安裝，保證井下正常工作，通過對現有液壓支架運輸和拆裝技術的研究分析，結合現場環境及煤礦的地質條件，對大型液壓支架安裝技術進行優化設計。

1 工作面情況

汾西礦業曙光礦1226綜采面走向長度為1511m，傾斜長度為176 m，目前本工作面回采2號煤，此層煤的傾斜角度在3°～13°之間，1226工作面位于一采區西翼，東鄰集中軌道巷，西至一采區邊界，南為尚未開采的1224綜采工作面，北為尚未開采的1228綜采工作面。

2 液壓支架安裝的一般技術分析

2.1 液壓支架的分解方法

由于井筒內空間有限，掩護式液壓支架無法整體進入井筒內，且絞車也無法一次性將大型液壓支架運輸到井下，因此運輸之前應該先進行分解，分別運輸到組裝的地方，在指定位置組裝，最后運送到1226開切眼處安裝。通過對井下安裝環境的數據分析，需將普通支架分解為頂蓋、尾梁及底座；將過渡架分解為頂蓋、尾梁、底座及立柱[1-2]。

2.2 液壓支架的輸送方式

液壓支架分解之后頂蓋的長度要長于平板車。運輸支架的過程中遇到傾斜巷道時，絞車繩頭和平板車連接會出現故障，經過對設備參數和傾斜巷道傾角的研究分析，得出：當支架頂蓋比平板車高出0.5 m時，液壓支架運輸時絞車繩頭正好和輸送車的頂蓋尾部錯開，同時設計了液壓支架頂蓋輸送平臺，使得運輸更加方便，而且此平臺可防止運輸時翻車現象的發生。圖1為液壓支架頂蓋輸送平臺示意圖。

圖1 液壓支架頂蓋輸送平臺示意圖（單位：mm）

2.3 液壓支架的安裝方式

結合井下巷道環境、采區巷道分布狀況及支架的運輸方式，提出兩種安裝方式:第一種是將支架分解之后，分別運送到采區車場組裝，然后將整架運送到1226開切眼處安裝；第二種是將支架分解之后直接運送到1226開切眼處進行組裝，然后安裝[3-4]。

對以上兩種方法進行分析比較，表1為對比結果，可以得出方法二更加適用于本采區巷道，因為方法一需要的工作人員比較多，而且較為分散，加大了對車輛調配的難度，所以方法二的做法最佳。

3 液壓支架安裝的重要技術分析

表1 對比表

3.1 開切眼的設計

ZY5000/19/42掩護式液壓支架的長、高、寬、重分別為6.43 m、1.43 m、1.9 m、22 t。在分析液壓支架在安裝叉車上的方向的基礎上，先模擬調整方向，如圖2為模擬調向示意圖。支架要在切眼調整方向時，切眼的寬度得在8.0 m，同時依據支架高度，最后切眼的斷面確定為3.2 m高，凈斷面8.0 m寬。

圖2 支架切眼模擬調向示意圖（單位：mm）

原先設計的切眼坡度是3°，此度數的坡度較為平緩，設備進行運輸時易在道路上卡住，導致安裝時間增加。因此為了確保可以在切眼處運輸順暢，將開切眼的坡度設計成5°，并且將1226運輸巷的剩余的20 m整個底板挖底，挖底量是1 m。

3.2 調度車場的設計

經過實際情況的研究分析，將組裝支架處設置于1226開切眼的地方，且與煤璧間隔10 m，支架組裝時所需的設備為起吊裝置，因此有必要設置一個調度車場，使得支架可以進行不間斷運輸。經過研究分析，將1226回風巷道的寬度增加1 m，成為6 m寬，且還將此回風巷剩余的后70 m設計成大斷面，在此斷面巷道上設置雙軌道及渡線道岔，成為一個封閉的調度車場[5-6]。

1226回風巷和原1204運輸巷隔著6 m寬的煤柱，礦井絞車硐截面與十字道中心線之間的間隔應大于或等于10 m，在正常情況下，開采時將會破壞掉煤柱，因此需要在1226回風巷距開切眼剩余10 m時，將巷道的中線向下偏移2 m，角度設為11°進行開采，開采10 m之后即可進行正常開采。如圖3為上部調度車場示意圖。

3.3 液壓支架輸送方式

1226工作面需要93臺普通液壓支架和5臺過渡液壓支架，因此有必要設計一個液壓支架頂蓋裝車平臺，需要加工12個這樣的平臺；液壓支架分解后，各個部件需運送到第二采區回風大巷礦井絞車機頭的位置，依據礦井絞車的輸送情況，可把支架頂蓋和尾梁一起進行輸送，再輸送液壓支架底座，這樣可以提高輸送效率，節省時間。

圖3 上部調度車場示意圖（單位：m）

3.4 液壓支架快速安裝技術

液壓支架安裝，首先需將支架頂蓋和尾梁運送到硐室，其次通過液壓支架起吊設備吊起頂蓋和尾梁，吊起來之后對準位置安裝，通過礦井絞車把底座拉到頂蓋下面，對準位置后安裝，最后把管路和其他部件完善好。

液壓支架安裝之后，通過礦井絞車把安裝好的液壓支架運送到切眼上口十字道的地方，其中需使安裝叉車和輸送時的支架平板車整齊放置在一起，啟動回風巷尾部的礦井小絞車，采用小絞車把支架與大平板拉至四角道岔的地方，然后調整安裝叉車的前沿與大平板車的側邊正相對，這樣可以方便支架從大平板車上移動到安裝叉車上；利用安裝叉車上的操縱閥v組將防倒張緊裝置上的油缸伸出，然后將鋼絲繩纏繞在支架立柱上，以防支架往下倒，因此需將鋼絲繩的繩頭連接到安裝叉車油缸上，最后將捆綁支架的鋼筋剪開，擰下固定螺栓；利用操縱閥將推架裝置油缸前部分的橢圓形狀的拉塊和支架橢圓形孔相配合，再將推拉缸收起，通過安裝叉車載上液壓支架，支架從車上卸載跟裝車，然后移走平板車；對安裝叉車緊縮缸閥組進行操作，在安裝叉車上固定好液壓支架，啟動30 t安裝絞車，為了方便支架能夠順利轉動方向，需將安裝叉車緩慢下移2 m；對轉盤控制組進行操作，將推拉缸調整到與轉盤完全配合的情況，在安裝叉車上轉動液壓支架，轉動液壓支架的頭部分向下，尾梁部分朝向絞車硐室；啟動礦井絞車，把液壓支架運送到其安裝處5 m；對安裝叉車左右兩側閥組進行操作，通過對升降板高度的調節來使液壓支架能夠容易調轉方向；將液壓支架的管路連接好，對閥組進行操作，將支架升起接頂，工作人員進入安全的地方之后，專業作業人員將緊鎖缸解開，將支架從安裝叉車上移下來，移動到安裝的地方，然后將支架升起來，緊挨到頂部，將前探梁及側護板拉出來，將推拉桿拉出來，連接到前一部輸送機上，以上步驟為安裝普通支架的流程。

3.5 過渡架的安裝技術

安裝過渡支架之前需先將四角道岔、絞車及叉車移走，安裝步驟：第一步安裝3號過渡架，第二步安裝5號過渡架，第三步安裝4號過渡架。通過起吊設備安裝，安裝之前需將軌道鋪到4號過渡架安裝處正下方，同時在正上方設置起吊錨索，通過4臺倒鏈吊起3號過渡架，然后從車上卸下，最后運輸支架到3號過渡架處。

將5號過渡架運送到車場，然后通過礦用絞車將其運輸到4號過渡架安裝之處，通過4臺倒鏈吊起5號過渡架，然后從車上卸下，再將5號過渡支架運送到硐室2 m處。

4號過渡支架運送到車場后，通過礦用絞車運送到安裝的地方，通過4臺倒鏈吊起4號過渡架，然后從車上卸下，采用單體柱移至安裝的地方，4號過渡架安裝完成。

4 結論

1）經過研究分析得出，把液壓支架分解成各個部件后進行運送，采用裝車平臺保證了支架頂蓋也可以方便運送。

2）設置切眼上部停車場，停車場設計為70 m的閉合停車場，支架的運輸及組裝可以接替工作。

3）經過模擬分析，設計了新的開切眼，這樣支架容易運輸和調整方向，一般情況每天安裝6臺液壓支架，最快的時候可以安裝9臺，提高了效率。