淺析大傾角綜采工作面設(shè)備安裝回撤技術(shù)

陳勝明

摘要：隨著煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，大傾角煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)得到逐步推廣，然而大傾角煤層綜采設(shè)備的安裝和回撤仍存在較多的問(wèn)題。本文筆者結(jié)合自身工作實(shí)踐，對(duì)大傾角煤層綜采設(shè)備的安裝和回撤方法做了簡(jiǎn)要探討，以供相關(guān)工作人員參考。

關(guān)鍵詞：大傾角煤層；綜采工作面；設(shè)備；安裝；回撤

1.大傾角綜采安裝方法

大傾角煤層綜采設(shè)備安裝中，其采煤機(jī)和工作面運(yùn)輸機(jī)的電機(jī)減速器的安裝與緩傾斜煤層大同小異，它們都是安在工作面上口，都是安完液壓支架和運(yùn)輸機(jī)槽體后再安裝，安裝時(shí)都有液壓支架作掩護(hù)，安裝的起吊都能充分利用液壓支架，因此這里不作介紹。下面僅對(duì)液壓支架和工作面運(yùn)輸機(jī)中部槽的安裝方法作一簡(jiǎn)要介紹。

1.1液壓支架和運(yùn)輸機(jī)同時(shí)安裝法

在安裝之前，將工作面開(kāi)切眼全長(zhǎng)掘出全寬，即開(kāi)切眼凈寬比液壓支架最小高度時(shí)的長(zhǎng)度大0.6-1米，開(kāi)切眼高度最好等于正常采高（因?yàn)橥懂a(chǎn)后臥底增采高很容易失控，原因是運(yùn)輸機(jī)中部槽寬度大、重量大，采煤機(jī)滾筒臥底、中部槽鏟煤板下扎容易，但中部槽鏟煤板上翹不容易，稍不注意很快就會(huì)出現(xiàn)采高超高），當(dāng)正常采高太大，開(kāi)切眼高度達(dá)到正常采高困難太大時(shí)，則只好讓開(kāi)切眼高度小于正常采高，待采面投入生產(chǎn)后再逐漸增大到正常采高。開(kāi)切眼掘出后，就按已經(jīng)準(zhǔn)備好的安裝方案安裝開(kāi)切眼內(nèi)及上口所需的導(dǎo)軌、上口軌道、絞車(chē)等，各項(xiàng)安裝準(zhǔn)備工作都完全搞好后就開(kāi)始橫放液壓支架和工作面運(yùn)輸機(jī)頭及中部槽。

方案說(shuō)明：

1）本安裝方案在開(kāi)切眼內(nèi)設(shè)一套下放導(dǎo)軌（鋼軌，下稱(chēng)主導(dǎo)軌），將每架支架所對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸機(jī)中部槽、電纜槽、架前擋煤板等都綁在支架上一起下放到位。這種作法對(duì)于運(yùn)輸機(jī)中部槽、電纜槽、架前擋煤板的運(yùn)到位，比采用在主導(dǎo)軌上用專(zhuān)用車(chē)運(yùn)下去再拖到煤壁側(cè)的作法容易。開(kāi)切眼內(nèi)每節(jié)主導(dǎo)軌長(zhǎng)度等于每節(jié)運(yùn)輸機(jī)中部槽長(zhǎng)度。

2）在支架底座下安裝一套活動(dòng)導(dǎo)軌，是讓支架在活動(dòng)導(dǎo)軌上順利滑到位，以便于主導(dǎo)軌及道枕的回收。為了便于主導(dǎo)軌及道枕的回收，主導(dǎo)軌就不能被支架壓住，這樣主導(dǎo)軌末端與已安好支架之間的距離就為大于一架支架寬度，小于兩架支架寬度。當(dāng)支架中心距為1.75米時(shí)，提前撤主導(dǎo)軌的距離約為1.8-3.4米。這1.8-3.4米沒(méi)有導(dǎo)軌，支架就可能不能順利滑到安裝位置，特別是在開(kāi)切眼底板上設(shè)有錨網(wǎng)的情況下；開(kāi)切眼底板上沒(méi)有錨網(wǎng)時(shí)，又可能在支架底座下側(cè)撮起一堆煤矸，這堆煤矸擠在本架與下鄰架之間，使本架到不了位。這些麻煩事的處理都既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，有時(shí)還不安全。這1.8-3.4米的無(wú)主導(dǎo)軌區(qū)用活動(dòng)導(dǎo)軌搭上，就是為讓支架順利滑到位。支架滑到位后，再用放支架的絞車(chē)將活動(dòng)導(dǎo)軌拖出。

3）在工作面上口安設(shè)特制軌枕，主要是為便于用錨桿固定和復(fù)用（主導(dǎo)軌也可參照此用金屬軌枕）。特制軌枕可用14b槽鋼加10mm的鋼板焊封開(kāi)口方和兩端。固定鋼軌和導(dǎo)向角鋼的螺栓可用M20的，螺桿穿通軌枕在軌枕上下兩面焊固。軌枕上的錨桿孔套上下端與軌枕上下面焊固，錨桿孔套內(nèi)徑要能使往底板上打錨桿孔的鉆頭能通過(guò)。錨桿可用￠20的上端帶螺紋的塑脂錨桿，錨桿錨固后穿入錨桿套后擰緊螺母固定。

4）支架的運(yùn)放順序：綁好運(yùn)輸機(jī)中部槽、電纜槽、架前擋煤板等的支架在工作面回風(fēng)巷靠近開(kāi)切眼處下車(chē)→用絞車(chē)拖到開(kāi)切眼上口→在支架底座下兩邊安上導(dǎo)向角鋼（支架底座上連接導(dǎo)向角鋼的孔要提前設(shè)好）→主絞車(chē)拴好主繩，副絞車(chē)拴好保險(xiǎn)繩→用單體柱將支架抵到能自行下滑的斜面→用絞車(chē)下放→支架放到主導(dǎo)軌末端前將支架穩(wěn)住→撤走底座下兩邊的導(dǎo)向角鋼，擺放好活動(dòng)導(dǎo)軌→再將支架放到位。放到位后用放支架的絞車(chē)將兩根活動(dòng)導(dǎo)軌逐一拖出。

1.2液壓支架和運(yùn)輸機(jī)分離安裝法

這也是一種液壓支架橫放法，與第一種安裝方法相比，下放支架的主導(dǎo)軌相同，在開(kāi)切眼內(nèi)增設(shè)了下放運(yùn)輸機(jī)中部槽（包括運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭）的角鋼導(dǎo)軌。這種作法缺點(diǎn)是增加了安撤角鋼導(dǎo)軌的工作，好處之一是省去了在工作面回風(fēng)巷內(nèi)將運(yùn)輸機(jī)中部槽、電纜槽、架前擋煤板及配套千斤頂?shù)冉壍街Ъ苌线@一工作，好處之二是省去了在工作面內(nèi)組裝電纜槽和架前擋煤板的工作，好處之三是中部槽之間的連接比較容易。由于在工作面用葫蘆等起吊來(lái)組裝電纜槽、架前擋煤板費(fèi)時(shí)費(fèi)力，安全性也差，于是有了這種安裝方案。

方案說(shuō)明：

1）下放支架的方法與前一種相同。下放運(yùn)輸機(jī)中部槽的工作順序?yàn)椋撼啡スぷ髅嫔峡谲壍纼蛇呏Ъ芡ㄟ^(guò)時(shí)所需的導(dǎo)向角鋼，安上連接座，并將角鋼導(dǎo)軌的上端與連接座連接好→將組裝好的運(yùn)輸機(jī)中部槽拖到工作面上口（可以在軌道上直接拖到位，也可用平板車(chē)運(yùn)來(lái)）→用葫蘆或左右各一千斤頂將中部槽吊起→將中部槽箱與連接座上的鉸鏈（鉸接好→將中部槽放到中部槽箱上→將絞車(chē)牽引繩頭與中部槽連接好→用葫蘆或千斤頂將中部槽箱上端提起，讓中部槽箱繞下端的鉸接軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，直到中部槽能自行下滑→絞車(chē)下放中部槽直到到位→讓中部槽與已安好的下一節(jié)中部槽連上→利用已安好的支架適當(dāng)提起中部槽→撤走中部槽下的角鋼導(dǎo)軌和軌枕。

2）中部槽鏟煤板前端的下方加厚約20mm，為了在下放過(guò)程中中部槽底與導(dǎo)軌的角鋼底能平面接觸，避免棱角接觸，須將支架這一側(cè)的角鋼導(dǎo)軌軌底在每根道枕處相應(yīng)墊高。

3）放中部槽的絞車(chē)應(yīng)盡量安裝得高一些，以減小中部槽下放過(guò)程中絞車(chē)鋼絲繩與上口最外條軌道間的摩擦力。

2.大傾角綜采支架回撤方法

大傾角煤層綜采設(shè)備回撤中，其采煤機(jī)、工作面運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾和電機(jī)減速器的回撤與緩傾斜煤層差別不大，它們都是在工作面上口進(jìn)行回撤，都是在液壓支架和運(yùn)輸機(jī)槽體回撤前回撤，回撤時(shí)都有液壓支架作掩護(hù)，回撤的起吊都能充分利用液壓支架，因此這里不作介紹。工作面運(yùn)輸機(jī)中部槽及簡(jiǎn)易機(jī)頭的回撤與緩傾斜煤層也差別不大，都是待采煤機(jī)和運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾和電機(jī)減速器撤走后，用絞車(chē)將其逐節(jié)拖到工作面上口，再拖進(jìn)工作面回風(fēng)巷裝車(chē)運(yùn)出。這里也不作介紹。下面僅對(duì)液壓支架回撤方法作一簡(jiǎn)要介紹。

2.1單體液壓支柱抵架轉(zhuǎn)向方法

撤支架時(shí)，首先要讓支架往煤壁方向走1米多的距離才好調(diào)向。為讓支架往煤壁方向走1米多的距離現(xiàn)場(chǎng)操作都很費(fèi)力，今后設(shè)計(jì)支架時(shí)應(yīng)考慮能用單體柱抵出。下面給出了一種用單體柱抵出的方案，有關(guān)問(wèn)題說(shuō)明如下。

1）一般支架開(kāi)始時(shí)用100mm缸徑中最短的DZ20單體液壓支柱抵，抵開(kāi)后換DZ25單體液壓支柱抵。100mm缸徑的單體液壓支柱抵不動(dòng)的重型支架設(shè)計(jì)專(zhuān)用支柱抵。實(shí)現(xiàn)最多用兩種支柱抵就能滿(mǎn)足要求。

2）單體支柱后端抵住底調(diào)梁前端。支架底座前端不收窄，并設(shè)置好單體柱抵的位置。

3）調(diào)推桿千斤頂座等都要不影響單體柱通過(guò)。

4）具體設(shè)計(jì)方案要經(jīng)支架使用人員和支架設(shè)計(jì)人員共同討論決定。

2.2支架提升裝運(yùn)方法

2.2.1絞車(chē)拖移裝運(yùn)法

這種回撤方法與緩傾斜煤層綜采支架的回撤方法差別不大，從下往上逐架回撤。撤架順序?yàn)椋河靡唤g車(chē)拖住支架頂梁以防倒架（防倒架要直到完成支架轉(zhuǎn)向）→降架→通過(guò)拖和單體柱抵使支架往煤壁方向前移一定距離→通過(guò)絞車(chē)拖并配合單體柱抵支架使支架完成轉(zhuǎn)向→用副絞車(chē)穩(wěn)住支架防止下滑→將支架降到最低→用主絞車(chē)拴好支架后拉緊→把副絞車(chē)拴繩位置調(diào)整到作保險(xiǎn)繩應(yīng)有位置→往上拖支架直到上口能停穩(wěn)的地方→用安在工作面回風(fēng)巷的絞車(chē)拴住支架尾部往回風(fēng)巷拖→回風(fēng)巷絞車(chē)拖配合單體柱抵（邊拖邊抵）將支架拖到風(fēng)巷內(nèi)裝車(chē)處→在裝車(chē)處用兩側(cè)千斤頂起吊或其它起吊方法將支架起吊裝車(chē)。

與緩傾斜煤層綜采支架的回撤相比，不同點(diǎn)之一是支架在工作面完成轉(zhuǎn)向前都要嚴(yán)防支架倒架，二是支架拖到上口停穩(wěn)后一般都只能倒拖（掩護(hù)梁朝前）到回風(fēng)巷，因?yàn)楣ぷ髅嫔峡诘钠降睾苷踔翛](méi)有，支架甚至要拖進(jìn)絞車(chē)峒室才能停穩(wěn)，有時(shí)倒拖都還要擴(kuò)寬工作面上口的上幫或刷角，如果正拖（頂梁朝前）工作面上口擴(kuò)上幫或刷角的量就會(huì)大很多。擴(kuò)幫刷角的量大小都在其次，關(guān)鍵是因傾角大造成上幫很高，使擴(kuò)幫刷角都難支護(hù)。因此，應(yīng)把回撤絞車(chē)峒室盡量往回風(fēng)巷方向靠，并使回撤絞車(chē)峒室盡量寬一些，這樣就可能避免擴(kuò)幫刷角。倒拖時(shí)須注意的一點(diǎn)是要嚴(yán)防支架往工作面滑倒。

2.2.2千斤頂起吊裝90°旋轉(zhuǎn)運(yùn)法

這種回撤方法與第一種支架回撤方法相比，不同點(diǎn)是支架拖到工作面上口停穩(wěn)后直接用千斤頂起吊裝車(chē)。這種作法的有關(guān)說(shuō)明如下。

1）起吊千斤頂為一根，千斤頂中心正對(duì)軌道中心。

2）千斤頂將支架吊起后人工推支架旋轉(zhuǎn)90°，然后把裝支架的平板車(chē)推到支架下方，再把支架降落到平板車(chē)上。

3）這種方法使用操作簡(jiǎn)單，撤架速度也快，但必須精心設(shè)計(jì)和精心準(zhǔn)備。精心設(shè)計(jì)和精心準(zhǔn)備的主要方面為：一是起吊順梁和橫梁要滿(mǎn)足強(qiáng)度、加工、安裝要求。二是支撐柱優(yōu)先采用單體液壓支柱，沒(méi)有夠高的單體液壓支柱時(shí)自己設(shè)計(jì)加工金屬腿。注意支撐柱支好后要不影響支架轉(zhuǎn)向。三是支架背上的橫梁和提架鏈或繩加工出來(lái)后應(yīng)提前在地面試用好。四是起吊千斤頂?shù)奶崃托谐桃獫M(mǎn)足要求，保證提得起來(lái)，提起高度要讓平板車(chē)能推得進(jìn)去。起吊千斤頂還應(yīng)有備用。

4）工作面上口傾角在35°以?xún)?nèi)用這種方法比較好。傾角越大，支架的長(zhǎng)度和重量越大，用這種方法時(shí)起吊梁和支撐柱越長(zhǎng)、越重，安裝難度越大。

2.2.3千斤頂起吊繞道裝運(yùn)法

這種回撤方法與第二種支架回撤方法相比，不同點(diǎn)一是支架拖到工作面上口停穩(wěn)后用兩根千斤頂起吊裝車(chē)，二是裝車(chē)后從繞道進(jìn)工作面回風(fēng)巷。下面對(duì)這種作法作一些說(shuō)明。

1）工作面上口傾角在45°以上、支架要拖進(jìn)回撤絞車(chē)峒室才能停穩(wěn)的情況用這種方法較合適。

2）為何用兩根千斤頂起吊裝車(chē)。因?yàn)橹Ъ苣芡７€(wěn)處已經(jīng)進(jìn)入回撤絞車(chē)峒室，回撤絞車(chē)峒室的高度一般為3米左右，用一根千斤頂起吊裝峒室高度不夠，而且用兩根或4根千斤頂（支架兩側(cè)各1或2根）起吊裝車(chē)的作法其實(shí)施難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于用一根千斤頂起吊裝車(chē)的作法。

3）繞道內(nèi)內(nèi)軌的曲率半徑要≥12m，繞道內(nèi)軌道的軌距應(yīng)加寬30-40mm。

4）這種方法需提前掘繞道約40米，但有利于回撤。

2.3導(dǎo)軌輔助運(yùn)架方法

當(dāng)撤架通道底板上底煤較厚或底板較軟，撤出的支架直接在底板上往工作面上口拖時(shí)，就會(huì)造成運(yùn)架通道上被壓酥浮煤浮矸越來(lái)越多，通道上被拖出的溝槽越來(lái)越深，使撤架和往上拖架越來(lái)越困難，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成煤壁的單體液壓支柱松動(dòng)失效而危及安全。如果撤架前先在撤架通道底板上安設(shè)好運(yùn)架導(dǎo)軌，使撤出的支架在導(dǎo)軌上往工作面上口拖就可解決這一問(wèn)題，拖架會(huì)更順利，拖架速度會(huì)更快。當(dāng)采用第二種回撤方法時(shí)工作面設(shè)運(yùn)架導(dǎo)軌則更好，因?yàn)檫\(yùn)架導(dǎo)軌上端能起到保護(hù)工作面上口底板進(jìn)而保護(hù)上口軌道的作用。如果沒(méi)有運(yùn)架導(dǎo)軌的保護(hù)，支架拖到上口時(shí)就容易撞壞風(fēng)巷末端軌道，甚至因工作面上口底板越拖越低導(dǎo)致末端軌道基礎(chǔ)遭到破壞使軌道不能使用。有關(guān)說(shuō)明如下。

1）導(dǎo)軌一般用較厚的等邊角鋼，每節(jié)長(zhǎng)度等于支架中心距或2倍支架中心距。

2）用金屬軌枕或木軌枕。金屬軌枕便于復(fù)用，也更好打錨桿固定。圖中所示為金屬軌枕。

3）下端的喇叭形入口與連接座間用鉸接，是為了讓喇叭口下端容易著地，避免喇叭口下端翹起。因?yàn)槁N起容易被支架壓壞。