煤礦井下液壓支架快速拆裝技術的優化研究

黨澤夏

（晉能控股煤業集團馬道頭煤業有限責任公司， 山西 大同 037100）

引言

液壓支架的所有運動依靠液壓動力來完成，是作為煤礦綜合機械化開采的核心設備來完成煤礦井下巷道頂板支護工作，其中支架的工作可靠性以及穩定性直接與煤礦井下綜采作業的安全性相關聯。近年來，煤礦機械化更新迭代速度較快，綜采的工作的效率受影響也得到明顯的提高，這樣的改變也提高了井下液壓支架支護、運輸等周邊相關配套的要求，但是煤礦井下存在液壓支架、人工絞車、巷道和人工等問題，這些嚴重地制約井下綜采工作的效率提升，同時增加了生產安全隱患，對液壓支架快速拆裝技術進行優化分析。

1 液壓支架拆卸及組裝硐室的建立

為了將液壓支架的拆卸及組裝簡易程度進一步提升，本技術采用將分解硐室安置在支架旁邊的回風巷以及運輸巷中間的結構方案，臨時支護相關工作采用螺紋錨桿在硐室實現，1 000 mm 是必須保持的螺紋錨桿距離, 同時將三橫一豎的排布方案引入螺紋錨桿的固定工作，在硐室偏向采空區域盡可能多地布置錨桿有益于支護穩定性，并且硐室相關工作利用臨時支護的方式開展，每個連接區域通過螺紋接頭連接，運用該方案可以將支護工作效率提升近三成，支護作業的費用和支護作業的成本將會明顯下降。組裝硐室的用途是調試和組裝液壓支架，依照現實的工作面支護需求，通過論證在巷道回風巷的安裝切眼位置設置組裝硐室，其中的支護方案仍然沿用與另一個硐室技術相同標準進行組裝，通過將鋼網布置在作業區域上的方式實現防護功能，再運用三層護網錯位布置模式布置行程防護網，這樣能夠加強防護碎石的效果，減少由于碎石滾落等情況對人的傷害[1]。硐室布置分幾個部分，其中第一是分解分解硐室成掩護梁、頂梁以及底座，第二將以上部分放置到安裝硐室，并且完成相關的組裝以及調整工作，隨后就可以運用在綜采面的整個支護工序中。液壓支架井下分解和組裝硐室的分布如圖1 所示。

圖1 煤礦井下液壓支架分解、組裝硐室示意圖

2 液壓支架拆卸技術的優化

首先將1 號以及2 號設備共同構成的回撤掩護通道建設于要撤走的支架頭部，減少回撤過程垮塌危害的發生，安全性能夠得到進一步的保障。若要將3 號支架拆除，那么第一步將支架的底座以及牽引臂等相關結構與回撤平臺連接成整體，然后將液壓支架的控制系統進行升級更新，將單架供液結構運用到支護當中，通過控制系統下移液壓支架的立柱，直至兩個支柱下降250 mm 為止，支柱找平工作得到認可完工后，協同運用回撤支架設備，支架的推溜缸以及牽引臂依靠控制系統精準地把3 號支架推進支架回撤平臺。完成支架定位相關工作后，繼續采用固定銷結座方式將整個設備固定，這就能很大程度上減少設備晃動的發生，隨后通過絞車牽引旋轉60°后的回撤平臺，然后旋轉液壓支架到最佳的位置。之后支架的回撤叉車被牽引到合適的地方，同時固定平臺，保持平臺處于絕對的穩定狀態，隨后完成3 號支架到回撤叉車處相關工作，最后主絞車牽引叉車回歸硐室，液壓支架的拆卸流程如下頁圖2 所示[2]。

圖2 液壓支架的拆卸流程

3 液壓支架組裝技術的優化

液壓支架在安裝硐室內進行組裝工作當中，橫向放置組裝方案被引用，第一在標準組裝流程中，掩護梁、頂梁被液壓吊車順序組裝，根據零部件的前期編號進行相關后續組裝，組裝工作結束后支架被轉移進行正常支護工作面，支架被尾向絞車以及液壓裝車設備協同牽引到安裝叉車，保持液壓支架的平穩是在轉運途中最為重要的，特殊情況下還需運用配平方式確保支架在轉運過程中的安全，為最大程度地保證轉運安全，特別在所有固定工作完成后在進行平板車移除工作。為了將安裝叉車以及主絞車完美地連接需提前預設連接銷孔，還特意設置副絞車鋼絲繩，尤其通過多項措施對叉車上的緩沖支架的伸出活動進行精細把控。在巷道的安裝工作中，利用支架與副絞車協同來進行安裝工作，隨之依次完成提升支架以及后續的支護，圖3 為該設計下的液壓支架安裝流程[3]。

圖3 新方案下液壓支架的安裝流程示意圖

根據分析后的液壓支架拆裝過程中的工作程序得到，液壓支架拆裝技術在優化后，安裝叉車、運輸平板車、液壓絞車等機械化設備被大量地使用，這幾類機械設備相互配合貫穿于整個拆卸、轉運、組裝的過程中，對支架拆卸以及組裝的安全以及效率提升兩方面產生很大影響，一方面工作人員的需求銳減，另一方面是整個轉運工作的效率以及穩定性得到明顯提升，說明兩個硐室發揮了很大作用。另外，在進行綜采作業同時可以進行硐室的裝備等相關工作，這樣支架的分解以及組裝也都可得到節約，再者硐室投入使用，液壓吊車可以完成液壓支架的拆卸和組裝，這些措施對支架的拆裝安全性和效率有很大提升作用。

4 結論

面對當前煤炭開采領域涉及的液壓支架拆裝的可靠性和安全性等問題，提出了一種新的解決方式，將分解以及安裝硐室直接建設在井下，使得液壓支架的拆卸、組裝工作與其他工作同時進行，支架的拆卸、轉運、組裝等工作實現自動化流水作業。其次，在硐室內，所有機械設備按照設計方案協同工作，有效提升了支架的安全性和拆裝效率，該技術拆裝效率是原有技術的1.4 倍以上，減少了1/3 現場施工人數，勞動強度明顯降低，在保證煤礦井下安全性和工作效率方面做出重要貢獻。