機(jī)械化搬家技術(shù)在霍州煤電礦井綜采工作面中的應(yīng)用

陳騰飛

（山西焦煤霍州煤電集團(tuán)豐峪煤業(yè)安裝分公司,山西臨汾031400）

0 引言

霍州煤電集團(tuán)辛置礦、豐峪礦等礦綜采面受綜采設(shè)備重量、搬運(yùn)方式、搬運(yùn)距離、頂板穩(wěn)定性控制等因素的影響，存在搬家效率低，安全性差等問題[1~3]。同時(shí)辛置礦、豐峪礦等綜采工作面中有很大一部分是普采工作面改造而成，采面運(yùn)輸條件較差，不具備無軌膠輪車使用條件[4~5]。為此，文中提出機(jī)械化搬家技術(shù)應(yīng)用到綜采工作面搬家中，并根據(jù)所采工作面實(shí)際情況，與廠家配合研究一整套適用于霍煤集團(tuán)煤礦綜采工作面的綜采工作面設(shè)備回撤與安裝機(jī)械化工藝技術(shù)并不斷優(yōu)化改進(jìn)，以期能在一定程度上提高礦井綜采工作面生產(chǎn)效率以及安全保障能力。

1 傳統(tǒng)液壓支架回撤方式分析

具體辛置礦、豐峪礦等礦井綜采工作面液壓支架的布置情況見圖1所示。

圖1 綜采工作面液壓支架的布置示意圖

液壓支架是綜采工作面搬家中耗時(shí)最長(zhǎng)、難度最大的設(shè)備，提高液壓支架搬家效率對(duì)提高可明顯提升綜采工作面搬家效率[6]。為此，文中重點(diǎn)對(duì)辛置礦、豐峪礦等以往采用的液壓支架回撤工藝進(jìn)行分析。辛置礦、豐峪礦等液壓支架的回撤工作均包括以下3個(gè)步驟：

1）在液壓支架前方安裝固定定滑輪的裝置，絞車鋼絲繩穿過滑輪固定在待回撤支架前起吊眼上，在絞車?yán)ψ饔孟鲁椴梢簤褐Ъ埽?/p>

2）在絞車、單體支護(hù)以及人工操作相互配合下完成液壓支架調(diào)向（液壓支架調(diào)轉(zhuǎn)90°）；

3）用過渡平臺(tái)配合絞車將液壓支架移動(dòng)到平板車上，通過絞車移動(dòng)平板車到指定位置。

以往采用的液壓支架回撤方式抽架、調(diào)向及吊裝等環(huán)節(jié)復(fù)雜、工作效率低，從而導(dǎo)致整個(gè)液壓支架搬運(yùn)工作耗時(shí)較長(zhǎng)。同時(shí)抽架作業(yè)方式為切巷不鋪設(shè)軌道，回柱絞車配合滑輪，使用鋼絲繩牽引強(qiáng)行抽架，再使用單體液壓支柱輔助，抽出后在切巷強(qiáng)行使用回柱絞車?yán)翙C(jī)尾裝車，容易造成鋼絲繩斷裂，出現(xiàn)安全事故。

2 機(jī)械化搬家設(shè)備及技術(shù)分析

機(jī)械化搬家主要設(shè)備有PHZ-60液壓支架回撤平臺(tái)、CAZ-35液壓支架安裝叉車、QYK-15礦用液壓起重機(jī)，其中前兩者用以液壓支架回撤、安裝使用，QYK-15起重機(jī)用以采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)等設(shè)備提升、搬運(yùn)工作。

2.1 機(jī)械化搬家技術(shù)主要設(shè)備

2.1.1 PHZ-60液壓支架回撤平臺(tái)

回撤平臺(tái)結(jié)構(gòu)見圖2，回撤平臺(tái)動(dòng)力由布置在副巷內(nèi)的乳化液泵站提供，通過支架回撤平臺(tái)上的牽引調(diào)向裝置將將液壓支牽引到平臺(tái)上。液壓支架牽引到回撤平臺(tái)后旋轉(zhuǎn)90°，從而支架調(diào)向，滿足液壓支架運(yùn)輸需要。

圖2 PHZ-60液壓支架回撤平臺(tái)結(jié)構(gòu)

支架回撤流程：

回撤叉車運(yùn)至回撤平臺(tái)并連接固定→回撤平臺(tái)連接支架→回撤平臺(tái)抽架、調(diào)向→支架經(jīng)回撤平臺(tái)上至回撤叉車→固定支架（掩護(hù)架及三角區(qū)維護(hù)）→回撤叉車運(yùn)出工作面→支架倒裝至液壓裝車裝置→支架與平板車連接固定→副巷運(yùn)出。

2.1.2 CAZ-35液壓支架安裝叉車

液壓支架安裝叉車是將液壓支架運(yùn)到指定位置并安裝的設(shè)備，具體CAZ-35液壓支架安裝叉車結(jié)構(gòu)見圖3所示。

圖3 CAZ-35叉車結(jié)構(gòu)圖

叉車在采面布置的2 000mm寬軌道上運(yùn)行。平板車將支架運(yùn)輸?shù)讲孳囄恢煤螅猛评b置將支架推拉至叉車上，升起升降板將支架從平板車上提起并通過自帶的閉鎖裝置緊固液壓支架；平板車返回運(yùn)輸另外的液壓支架。

支架安裝流程

副巷支架運(yùn)至切巷口→平板車與安裝叉車連接固定→支架卸車倒裝至安裝叉車→固定支架→安裝叉車運(yùn)至支架安裝位置→支架卸車→安裝叉車返回。

2.1.3 QYK-15礦用液壓起重機(jī)

礦用液壓起重機(jī)的結(jié)構(gòu)圖見圖4，也是通過高壓乳化液作為動(dòng)力源。通過液壓起重機(jī)起吊牽引設(shè)備至工作地點(diǎn)，并設(shè)置支頂裝置支頂，確保起重機(jī)穩(wěn)定。起重機(jī)吊壁最大仰角為30°且可實(shí)現(xiàn)180°旋轉(zhuǎn)。采用起重機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板機(jī)、機(jī)組、后配套的安裝、拆卸工作，解決了人工使用導(dǎo)鏈吊裝功效低，速度慢的問題。

圖4 QYK-15礦用液壓起重機(jī)的結(jié)構(gòu)圖

2.2 機(jī)械化搬家技術(shù)分析

采用機(jī)械化搬家工藝時(shí)應(yīng)根據(jù)搬家設(shè)備性能、外形尺寸、質(zhì)量等，制定可行的施工方法：

1）依據(jù)采面綜采設(shè)備重量、外形尺寸等，制定確定綜采設(shè)備安裝（回撤）巷道、絞車安裝硐室標(biāo)準(zhǔn)，從而為后續(xù)的綜采設(shè)備搬家工作高效開展創(chuàng)造良好條件；

2）在安全高效的前提下，針對(duì)不同工作面實(shí)際情況，現(xiàn)場(chǎng)提前組織辦公，確定最佳作業(yè)工序；

3）通過設(shè)備技術(shù)革新，適應(yīng)了各礦井不同運(yùn)輸作業(yè)方式，確保搬家設(shè)備效能的最大發(fā)揮（例如：在李雅莊回撤2-612工作面，結(jié)合李雅莊礦單軌吊運(yùn)輸方式，我們自行設(shè)計(jì)制作過渡平臺(tái)，在工作面使用抽架平臺(tái)將支架抽出后，將支架通過過渡平臺(tái)運(yùn)輸至單軌吊梁下方，再使用單軌吊直接調(diào)運(yùn)支架，真正做到了安全高效）；

4）工作面安裝（回撤）時(shí)，著重從鍛煉專業(yè)化隊(duì)伍入手，要求搬家隊(duì)全員熟練操作搬家設(shè)備，并對(duì)搬家設(shè)備工作環(huán)境崗位危險(xiǎn)源重新辨識(shí)匯編學(xué)習(xí)，確保施工安全。

在綜采設(shè)備回撤、安裝時(shí)通過液壓系統(tǒng)帶動(dòng)的機(jī)械設(shè)備（CAZ-35叉車、QYK-15起重機(jī)、PHZ-60回撤平臺(tái)等）運(yùn)行搬運(yùn)，作業(yè)人員可在相對(duì)安全位置實(shí)行遠(yuǎn)距離控制，從而實(shí)現(xiàn)液壓支架抽架、運(yùn)架以及倒裝、拼裝等機(jī)械化操作。同時(shí)采用機(jī)械化搬家技術(shù)可避免頂單體柱、打?qū)ф湹拳h(huán)節(jié)，可在一定程度上實(shí)現(xiàn)機(jī)械化減人目的。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例分析

2016年11月機(jī)械化搬家技術(shù)在辛置礦首次使用，先后成功完成了10-422綜采工作面回撤、2-202工作面安裝等工作。在10-422綜采工作面回撤刮板輸機(jī)中部槽時(shí)通過采用QYK-15起重機(jī)實(shí)現(xiàn)10個(gè)小班拆裝200m刮板輸送機(jī)，效率較以往的刮板輸送機(jī)拆裝方式提升一倍以上；針對(duì)10-422工作面正巷皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)的回撤，沒有運(yùn)輸通道問題，通過延長(zhǎng)單軌吊梁，利用單軌吊小車先運(yùn)輸至正巷切巷口，再利用回撤支架用的2m軌道及回撤叉車將設(shè)備運(yùn)輸至機(jī)尾，用中部槽起重機(jī)裝車，基本實(shí)現(xiàn)了回撤工作面的機(jī)械化作業(yè)，得到了礦方的認(rèn)可，同時(shí)也鍛煉了綜采機(jī)械化安裝隊(duì)伍、熟悉了相關(guān)設(shè)備的性能、操作步驟。

2017年3月豐峪煤業(yè)采用機(jī)械化搬家技術(shù)實(shí)現(xiàn)了10-1301采面回撤及10-1303采面的安裝，通過邊回撤邊安裝，僅耗時(shí)30d即實(shí)現(xiàn)采面的搬家工作。在10-1303安裝工作面副巷布置1臺(tái)無極繩絞車、2套拐彎裝置可實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)輸需要。在安裝、回撤中部槽時(shí)，將切巷2m軌道改造為600mm軌道，杜絕了重復(fù)釘?shù)拦こ蹋瑸楣ぷ髅婊爻贰惭b縮短一半工期。回撤10-1301工作面時(shí)，使用10T液壓起重機(jī)，每小班回撤工作溜子中部槽24節(jié)，比以往人工回撤中部槽每小班10節(jié)超出14節(jié)，提高了回撤效率；采用PHZ-60液壓支架后每小班可回撤7架、采用CAZ-35叉車安裝支架時(shí)每小班可安裝6架，分別較傳統(tǒng)人工回撤、安裝方式增加3架、2架；同時(shí)避免人工抬、扛單體，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜采工作面機(jī)械化回撤搬家工藝技術(shù)是依托引進(jìn)的液壓叉車、起重車等設(shè)備實(shí)現(xiàn)綜采設(shè)備機(jī)械化回撤、安裝，能夠有效地解決工作面大坡度安裝、大噸位安裝、頂板破碎安裝等實(shí)際難題，減少了人員操作工序，提高了作業(yè)期間的安全系數(shù)。迄今為止在霍州煤電集團(tuán)下述礦井中機(jī)械化搬家技術(shù)應(yīng)用超過55次，降低綜采設(shè)備搬家成本1.5億元以上，應(yīng)用效果顯著。