中厚煤層綜采工作面液壓支架快速回撤裝置和回撤方法

李福祥

(山東能源重裝集團(tuán) 恒圖科技有限公司，山東 新泰 271222)

0 引言

煤礦井下綜采工作面液壓支架的回撤方法不一，尤其對(duì)于頂板條件較差的中厚煤層綜采工作面液壓支架回撤，存在周期長(zhǎng)，安全問(wèn)題較多[1-3]。中厚煤層及薄煤層綜采工作面液壓支架回撤，一般都采用“拉旱船”的方法，即在軌道內(nèi)安裝回柱絞車(chē)，在切眼內(nèi)的煤壁或底板上固定一個(gè)改向滑輪，用鋼絲繩向外拉液壓支架[4-5]。三角區(qū)的支護(hù)一般都用單體支柱，但這種方法存在諸多缺點(diǎn)。一是安全系數(shù)低，凸顯在以下方面：鋼絲繩拉斷、脫鉤傷人；絞車(chē)操作人員與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員溝通不及時(shí)、配合難度大，單體支柱回撤易出現(xiàn)冒頂傷人。二是效率低，完成一個(gè)工作面回撤一般需要20多天。三是工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，由于絞車(chē)?yán)Σ蛔?，現(xiàn)場(chǎng)需要增加一個(gè)動(dòng)滑輪來(lái)增加拉力，動(dòng)滑輪質(zhì)量超過(guò)70 kg，需人工搬運(yùn)，勞動(dòng)強(qiáng)度很大。鑒于“拉旱船”的方法進(jìn)行液壓支架回撤存在以上缺點(diǎn)，研究一種安全高效的適用于中厚煤層和薄煤層液壓支架回撤裝置和回撤方法十分必要。

1 回撤裝置的構(gòu)成及功能

回撤裝置由三角區(qū)的支護(hù)裝置、液壓支架拉移平臺(tái)、工作面內(nèi)部拉移滑道3部分組成。平面布置如圖1所示。

1-回轍支架；2-拉移千斤頂；3-回轍平臺(tái)；4-轉(zhuǎn)向裝置；5-拉移梁；6-三角區(qū)支架

三角區(qū)支護(hù)裝置實(shí)質(zhì)上是3架特殊液壓支架，它的作用是支護(hù)三角區(qū)的頂板，為工作面液壓支架的拉移轉(zhuǎn)向提供一個(gè)安全的操作空間。支架的底座前腳都很短，都具有一個(gè)比較長(zhǎng)的可伸縮頂梁、防倒防滑和抬底裝置，共用1個(gè)推移梁。3個(gè)支架均采用電液控制，可實(shí)現(xiàn)遙控操作。公共推移梁一邊連接3個(gè)三角區(qū)支架的推移桿，另一邊連接支架拉移平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)3個(gè)三角區(qū)支架的自移，并且可利用3個(gè)三角區(qū)支架通過(guò)公共推移梁實(shí)現(xiàn)液壓支架拉移平臺(tái)的推移。

液壓支架拉移平臺(tái)的作用是把工作面液壓支架拉到拉移平臺(tái)上，并實(shí)現(xiàn)90°轉(zhuǎn)向。上面裝有2個(gè)拉移千斤頂，兩邊各裝有2個(gè)方便拆卸的改向滑輪和1個(gè)液壓支架轉(zhuǎn)向輪，左右工作面均可使用。工作面液壓支架采用液壓牽引，就地操作，安全高效。通過(guò)改變工作面液壓支架的拉移方向拉移點(diǎn)和拉移平臺(tái)上的支架轉(zhuǎn)向裝置，實(shí)現(xiàn)工作面液壓支架轉(zhuǎn)向90°，拉移和轉(zhuǎn)向同時(shí)完成。平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1-拉移千斤頂;2-回轍平臺(tái);3-轉(zhuǎn)向裝置

工作面支架運(yùn)輸滑道由導(dǎo)向軌、滑板和轉(zhuǎn)向裝車(chē)平臺(tái)組成?；纼蛇吀饔?條鋼軌，為工作面液壓支架在工作面內(nèi)部拉移導(dǎo)向?；老旅驿佋O(shè)薄鋼，液壓支架在上面滑動(dòng)。裝車(chē)平臺(tái)安裝在軌道順槽內(nèi)，上面有轉(zhuǎn)向和推移裝置，從工作面撤出的液壓支架直接拉移到裝車(chē)平臺(tái)上，轉(zhuǎn)向裝置將液壓支架推離平臺(tái)并轉(zhuǎn)向90°后放下。裝車(chē)平臺(tái)上的推移裝置將液壓支架推移到與裝車(chē)平臺(tái)固定在一起的平板車(chē)上。工作面液壓支架通過(guò)安裝在軌道順槽邊上回注絞車(chē)由拉移平臺(tái)移動(dòng)到軌道順槽的裝車(chē)平臺(tái)。

2 裝置的主要技術(shù)參數(shù)

3 回撤方法

1) 回撤條件準(zhǔn)備。一是頂板提前鋪網(wǎng)，二是在工作面支架頂梁上面布置4根護(hù)頂帶(尼龍帶，也可以用廢舊鋼絲繩代替)。一道布置在支架切頂線前面一點(diǎn)，一道布置在頂梁前端，中間再均勻布置2根，里端固定。把3個(gè)三角區(qū)支架安裝到位，安裝好液壓支架拉移平臺(tái)，并與支架拉移梁實(shí)現(xiàn)剛性連接，最后安裝工作面切眼內(nèi)部滑移軌道，準(zhǔn)備工作即告結(jié)束。

2) 回撤過(guò)程。最里面的第一個(gè)支架先降架，三角區(qū)支架快速伸出伸縮梁護(hù)住頂板，操作牽引油缸將支架往外拉，通過(guò)不斷變換拉移方向和轉(zhuǎn)向輪，實(shí)現(xiàn)支架邊拉邊轉(zhuǎn)向;待支架全都拉到平臺(tái)上，旋轉(zhuǎn)90°，由安裝在順槽內(nèi)的絞車(chē)將支架沿運(yùn)輸滑道拉到順槽內(nèi)的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，再把支架旋轉(zhuǎn)90°，然后將支架拉移到與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)鎖在一起的平板車(chē)上，松開(kāi)鎖緊裝置，支架即可運(yùn)出工作面。在第一架支架拉走后，首先對(duì)三角區(qū)3個(gè)支架按順序移架，邊移架邊收伸縮梁，移到位升好架，再操作三角區(qū)支架的推移千斤頂,使其推動(dòng)液壓支架拉移平臺(tái)，支架到位后，再把拉移繩掛到第二個(gè)支架上，1個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。回撤工藝流程如圖3所示。

注：支架回撤的順序按從皮帶順槽到軌道順槽的順序逐架回撤

3) 回撤注意事項(xiàng)。三角區(qū)的液壓支架在移架時(shí)，靠近老溏側(cè)的支架外側(cè)一定要延工作面支架的切頂線移動(dòng)，且支架外側(cè)的棱角都做成圓弧過(guò)度，防止掛網(wǎng)。其余兩個(gè)支架移架時(shí)要保持好間距和架相，防止漏矸。頂板破碎時(shí)，要及時(shí)伸出伸縮梁護(hù)頂，防止頂板下沉形成墜兜。

4 回撤效果

該快速回撤工藝的成功實(shí)施，保證了工作面設(shè)備回撤的安全，回撤時(shí)間由普通回撤工藝的20多天減少到目前的10多天，大大提高了回撤速度，減少了人工成本及巷道維護(hù)費(fèi)用。

5 回撤裝置和回撤方法的優(yōu)點(diǎn)

1) 支架回轉(zhuǎn)半徑小。由于支架是邊拉邊轉(zhuǎn)向,切眼尺寸小。

2) 安全。由于在轉(zhuǎn)向過(guò)程中全部是液壓牽引，牽引繩較短，就地操作，拉移的速度平穩(wěn)，不會(huì)出現(xiàn)斷繩傷人事故。

3) 快速省力。由于油缸拉力足夠大，不需要用動(dòng)滑輪增加拉力，掛鉤很輕，操作方便，因此快速省力，拉出一架只需要3～5 min。

4) 三角區(qū)頂板控制牢靠。由于事先頂板鋪了網(wǎng)，又布置了4根護(hù)頂帶，這4根護(hù)頂帶一邊被三角區(qū)支撐著，另一邊被沒(méi)有回撤的支架緊緊繃在頂板上，因此頂板控制牢靠安全。

6 結(jié)論

本文介紹的復(fù)雜地質(zhì)條件中厚煤層綜采工作面液壓支架快速回撤裝置和回撤方法，更適合于頂板條件較差的中厚和薄煤層綜采工作面和液壓支架回撤。通過(guò)在山東棗礦集團(tuán)部分礦井應(yīng)用，證明該方法具有安全、快速、支架回轉(zhuǎn)半徑小、省時(shí)、省人、省力等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)中厚煤層綜采工作面液壓支架回撤有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。