簡易平臺在厚煤層一次采全高綜采面中的應(yīng)用探討

蘇向東，李海彬，尹 華

(國電建投內(nèi)蒙古能源有限公司察哈素煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209)

國電建投內(nèi)蒙古能源有限公司察哈素煤礦3-1煤層位于延安組的中部，平均埋深363.2m。31采區(qū)3-1煤層，煤厚平均5.25m，煤層傾角1°～3°；直接頂為砂質(zhì)泥巖、泥巖，1.6m～8.95m，平均3.4m；基本頂為細(xì)粒砂巖、中粒砂巖、粗粒砂巖、粉砂巖，厚度7.03m～33.66m，平均22.04m；直接底為1m以上泥巖、炭質(zhì)泥巖(其中高嶺土巖層厚度0.7m以上)，遇水易膨脹、泥化，采掘時均預(yù)留0.5m以上的底煤；煤層最短自然發(fā)火期為47d。參照《緩傾斜煤層采煤工作面頂板分類》(MT554-1996)和煤層頂板巖性綜合分析：煤層直接頂為1b，屬不穩(wěn)定頂板；基本頂?shù)某醮蝸韷寒?dāng)量平均值為1113.89KN/m2，屬Ⅳa級；煤層底板較軟。

3-1煤層布置厚煤層綜采面，采用走向長壁式采煤法，后退式采煤，采用大采高一次采全高綜合機械化采煤工藝，自然垮落法管理采空區(qū)頂板。綜采面寬度290.008m，采用ZY12000/28/63D掩護式液壓支架進行支護，機頭安裝3臺端頭支架，機尾安裝4臺端頭支架，中間架161架，端頭支架與中間支架之間均安裝1臺過渡支架。液壓支架中心距為1.75m，最大控頂距為5 940mm，最小控頂距為5 140mm。

由鄭煤機生產(chǎn)的ZY12000/28/63D型液壓支架，沒有配備用于檢修液壓支架前梁下配置的各種管件的升降平臺，液壓支架前梁下配置的各種管件的維護、保養(yǎng)和更換工作便成為一大難題。

1 傳統(tǒng)的解決方法及存在的弊端

目前，為了確保液壓支架前梁下配置的各種管件的正常維護、保養(yǎng)及更換事宜，傳統(tǒng)的解決方法主要有兩種，現(xiàn)說明如下。

第一種方法就是搭設(shè)臨時工作臺，即，在需要進行正常維護、保養(yǎng)及更換前梁下管件的液壓支架前梁下與刮板運輸機之間，用鋼管、木板等設(shè)施搭設(shè)一個臨時用的工作臺。做好一切防范措施后，液壓支架維修工登上臨時工作臺，開始正常維護、保養(yǎng)及更換管件等工作。一個液壓支架前梁下管件的維護、保養(yǎng)或更換等工作結(jié)束后，液壓支架維修工離開臨時工作臺，再拆除臨時工作臺，將鋼管、木板等設(shè)施轉(zhuǎn)運至下一個液壓支架位置，重新搭設(shè)臨時工作臺。也就是說，每每需要維護、保養(yǎng)或更換液壓支架前梁下管件，就需要重復(fù)搭設(shè)、拆除一次臨時工作臺及轉(zhuǎn)運一次鋼管、木板等設(shè)施。

第一種方法存在的弊端有3點：①準(zhǔn)備周期比較長，搭設(shè)、拆除一次臨時工作臺及轉(zhuǎn)運一次鋼管、木板等設(shè)施一般需要30min以上，而真正的維護、保養(yǎng)或更換管件等作業(yè)時間，常常不足10min，事倍而功不及一半，工作效率比較低；②至少需要2人配合，才能完成全部準(zhǔn)備工作，液壓支架維修工利用率低；③不能平行作業(yè)，搭設(shè)或拆解臨時工作臺、在臨時工作臺上作業(yè)等時間段，有關(guān)刮板運輸機運轉(zhuǎn)檢修事項一點也不能做。

第二種方法就是冒險作業(yè)，也是最為常見的一種方法，如圖1所示。液壓支架維修工需要先將待檢修的液壓支架的前梁降下來，即同時降立柱、收平衡油缸；然后調(diào)整護幫板的狀態(tài)，使前梁、雙級護幫板形成一個平躺的“U”形狀態(tài)；液壓支架維修工就會踩著刮板運輸機的電纜槽，進入到前梁與雙級護幫板形成的所謂“防護空間”內(nèi)，開始前梁下管件的檢修工作；為預(yù)防雙級護幫板不自鎖，有的液壓支架檢修工還不忘記掛上一根承重吊帶。

圖1 冒險作業(yè)檢修液壓支架

第二種方法存在的弊端更為明顯：①典型的違章作業(yè)，是各種規(guī)章制度所明令禁止的行為；②典型的冒險作業(yè)，誤操作液壓支架，或者液壓支架誤動作，或者從護幫板上跌落下來，都極有可能出現(xiàn)人身傷亡事故；③典型的空頂作業(yè)，參照《緩傾斜煤層采煤工作面頂板分類》(MT554-1996)和煤層頂板巖性綜合分析，3-1煤層直接頂為1b，屬不穩(wěn)定頂板，頻繁的支撐頂板已經(jīng)使直接頂?shù)恼w性變差，而頂梁離開頂板時空頂面積可達(dá)9m2左右，局部漏頂、冒頂?shù)母怕曙@著增加，甚至出現(xiàn)前梁著地的倒架事故，液壓支架維修工的人身安全問題更無法保障。

2 簡易平臺的使用方法

針對ZY12000/28/63D型液壓支架缺少專用升降平臺的事實和臨時工作臺存在的弊端，結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場實際情況和ZY12000/28/63D型液壓支架前梁下的起重吊環(huán)配置情況，該礦設(shè)計制作了一款簡易平臺，如圖2所示。

圖2 簡易平臺示意

簡易平臺主要包括4根可伸縮吊鉤、懸空平臺、可伸縮限位裝置三部分?？缮炜s吊鉤主要包括錨桿、鋼管、限位銷三部分，長度可調(diào)，上端掛在液壓支架前梁下配備的起重吊環(huán)、膠管鋼筋槽上，下端通過銷子與懸空平臺進行可靠連接。懸空平臺骨架由鋼管焊接而成，再在骨架上焊接固定上一層點焊金屬網(wǎng)即可?？缮炜s限位裝置一端插入到懸空平臺的鋼管內(nèi)，另一側(cè)槽型限位裝置卡在液壓支架的立柱上。可通過旋轉(zhuǎn)可伸縮限位裝置上的錨桿帽，使懸空平臺一側(cè)緊貼護幫板，另一側(cè)卡緊液壓支架立柱，進而可靠穩(wěn)定懸空平臺。

簡易平臺各個組件疊加后厚度小，可以在液壓支架行人空間內(nèi)靠近立柱方便存儲，而不影響人員通過和操作液壓支架。整個簡易平臺均由井工煤礦上常用的錨桿、鋼管、金屬網(wǎng)等制作而成，耗材比較普通，極容易得到。簡易平臺結(jié)構(gòu)簡單，搬運輕便，拆裝快捷，架間儲存便利，綜采面內(nèi)可每隔20架存放一組。

檢修液壓支架前梁下管件：①從附近轉(zhuǎn)運一組簡易平臺，將待檢液壓支架的護幫板收放至自由下垂?fàn)顟B(tài)(即護幫板不受護幫板牽引狀態(tài))，閉鎖待檢液壓支架液壓系統(tǒng)，通知控制臺需要進入刮板運輸機內(nèi)，禁止運轉(zhuǎn)刮板運輸機；②進入刮板運輸機內(nèi)，在待檢液壓支架前梁下安裝4根吊鉤(根據(jù)日常使用習(xí)慣，吊鉤長度已經(jīng)調(diào)整好)，再將吊鉤下端逐根連接到懸空平臺上；③將限位裝置一端插入懸空平臺的鋼管內(nèi)，另一端的兩個槽型限位裝置分別緊貼立柱，分別旋轉(zhuǎn)限位裝置上的兩個錨桿帽，使錨桿帽靠緊鋼管口后，簡易平臺即組裝完畢；④通知控制臺人員已經(jīng)離開刮板運輸機槽，可以運轉(zhuǎn)刮板運輸機，備件要提前穩(wěn)妥放置于簡易平臺上，然后液壓支架檢修工踩著刮板運輸機的電纜槽進入簡易平臺內(nèi)，掛上保險帶，即可開展檢修工作。整個簡易平臺的組裝、拆解和轉(zhuǎn)運，一個人即可輕松完成，用時5min左右，對刮板運輸機的運轉(zhuǎn)檢修影響也比較小。

3 結(jié)論

該簡易平臺是針對察哈素煤礦3-1厚煤層綜采面ZY12000/28/63D型液壓支架缺少專用升降平臺、臨時工作臺弊端較多、綜采面上冒險作業(yè)頻發(fā)等實際情況而設(shè)計制作的，結(jié)構(gòu)簡單，搬運輕便，拆裝快捷，架間儲存便利，可以有效縮短液壓支架前梁下管件的檢修準(zhǔn)備時間和對刮板運輸機運轉(zhuǎn)檢修的影響，提高液壓支架維修工的工作效率和人員利用率。

目前，該簡易平臺已經(jīng)申請了國家實用新型專利(“大采高頂梁管件檢修平臺”，專利號ZL201822265414.3)。若面向具有同類需求的井工煤礦及相關(guān)企業(yè)大力推廣該技術(shù)，可作為相關(guān)企業(yè)采用的ZY12000/28/63D型液壓支架前梁下管件的專用檢修平臺。