综放工作面液压支架安全快速安装技术.pdf

2 0 1 5 年第 l 0 期 中州煤炭 总第 2 3 8 期 综放 工作 面液压 支架安全快速 安装 技术 董 恺 陕西华彬煤业股份有 限公 司 蒋家河煤矿 ， 陕西 彬 县7 1 3 5 0 0 摘 要 蒋家 河煤矿通 过对液压支架 的运输 、 卸车、 安装 等多个环节的分析及 多年 的实践 ， 提 出了利用无极绳运 输液 压支架、 伸 缩千 斤顶提放 液压 支架 、 对 拉绞车及 滑道摆放液压支架 的安全 快速 的综放工作面液压支架安 装技术。应用表明 ， 采用该 方法后 ， 每 天可 安装液压支架 1 5台左右 ， 1 5 0 m长 工作面用 时 7 d左右就 可 以将 1 0 0台液压支架安装 到位 ， 同时具有安全 性高、 材料消耗少 、 劳动力节省等特 点。 关键词 综放工作面 ； 液压支架 ； 无极绳连续牵引车 ； 伸缩千斤顶 ； 轨道 中图分类 号 T D 3 5 5 ． 4 文献标 志码 B 文章编号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 5 1 0 0 0 6 1 一o 3 S a f e a n d Fa s t I n s t a l l a t i o n Te c hno l o g y o f Hy dr a ul i c S up po r t o n Fu l l y m e c ha n i z e d Ca v i n g Fa c e Do n g Ka i J i a n g fia h e C o a l Mi n e ， S h a a n x i Hu a b i n C o a l I n d u s t r y C o ． ， L t d ．， B i n x i a n 7 1 3 5 0 0， C h i n a Abs t r a c t Thr o u g h a na l y s i n g a n d pr a c t i c i n g t r a ns p o r t a t i o n， un l o a di ng， i ns t a l l a t i o n o f h y d r a u l i c s u p po s， a n d o t h e r wo r k i n g p r o c e s s i n J i a n g j i a h e C o a l Mi n e， ma n y i n s t a l l a t i o n t e c h n o l o g i e s we r e p r o p o s e d， i n c l u d i n g e l e c t r o d e l e s s r o p e h a u l a g e h y d r a u l i c s u p p o ， a t e l e s c o p i c j a c k p r o v i d e d o f h y d r a u l i c s u p p o r t ， t h e t e n s i o n wi n c h a n d s l i d e p l a c e d h y d r a u l i c s u p p o ． T h e a p p l i c a t i o n o f t h e s e me t h o d s c a n r e a l i z e t he i n s t a l l a t i o n o f hy d r a u l i c s up p o r t s a f e l y a n d f a s t ． Pr a c t i c a l a p p l i c a t i o n s ho ws t ha t ， a f t e r a d o pt i n g t h e me t h o d， 1 5 h yd r a u l i c s u pp o s c a n be i ns t a l l e d i n o n e d a y． 1 00 s e t s o f hy d r a u l i c b r a c k e t c a n b e i n s t a l l e d i n l e s s t ha n 7 d a y s o n wo r ki ng f a c e who s e l e n g t h i s 1 5 0 m ， t he a d v a n t a g e s o f s a f e t y， ma t e r i a l c on s ump t i o n， l e s s l a b o r c o ns u mpt i o n a r e a l s o o b v i o u s ． Ke y wo r d s f u l l y me c h a n i z e d c a v i n g f a c e ； h y d r a u l i c s u p p o ； n o n p o l e r o p e c o n t i n u o u s t r a c t i o n v e h i c l e ； t e l e s c o p i c j a c k； t r a c k 液 压支 架 的安装 是决 定综 放工 作 面安装 进度 的 关 键工 作 。综 采工 作面 一般 有上行 和 下行 2种 液 压 支架 安装 方式 ， 上 行 安 装 是 指 支 架 由回风 巷 进 人 切 眼 ， 由下 向上安 装 的工 艺 ； 下 行安 装是 指支 架 由运 输巷进入切眼 ， 由上 向下安装 的工艺 。为实现快 速安装 ， 在综采工作 面系统形成后 ， 应根据 实际情 况 ， 尽量 选择 运输 线 路短 、 绞 车数量 少且 比较 顺 畅 的 线路 ， 为 实 现快 速安 装 创 造 有 利 条 件 。蒋 家 河 煤 矿通 过 多年 实践 ， 提 出 了利 用无 极绳 运输 液压 支 架 、 伸缩千斤顶提放液压 支架 、 对拉绞车及滑道摆放液 压支架的安全快速的液压支架安装技术 ， 并将这项 技术 应用 于 多套综 放 工 作 面 的液 压 支 架 安装 ， 取 得 了高 效 、 快 速 、 安全 的效 果 。现 以蒋 家河 煤矿 2 0 1综 放工作面为例来说明这种液压支架的安全快速安装 技术 。此 次液 压 支架 安装 方 式 选 用 上 行 安 装方 式 ， 收 稿 日期 2 0 1 5 0 5 0 8 作者简介 董恺 1 9 6 8 ～ ， 男 ， 陕西 乾县人 ， 工程师 ， 1 9 9 0年 毕业 于陕西煤炭工业学校 ， 现从事“ 一通 三防” 和技术管理工作 。 即液 压支架 由 回风 巷 运 人 切 眼 ， 然 后 由运输 巷 侧 逐 步 向 回风 巷侧 摆放 安装 液压 支架 。 1工 作 面 概 况 2 0 1综放工作面为二采 区首 采工作面 ， 采 用 u 型通 风 ， 布 置 了运输 巷 和 回风 巷 两条巷 道 ， 长度 均为 1 4 0 0 I n ， 运 输 巷 坡 度 0 。～7 。 ， 回 风 巷 坡 度 0 。一8 。 。 切眼长 1 5 1 i n 、 宽 8 m、 高 3 ． 1 m， 切眼靠回风巷侧底 板标高 5 7 3 ． 7 3 In， 靠 运输巷侧底板 标高 5 5 4 ． 3 5 In， 切 眼 坡度 0 。 ～9 。 。煤 层厚 度 91 1 m。共需 安装 1 0 1台支 架 ， 其 中 1台 Z F T Z 9 5 0 0 ／ 2 1 ／ 3 2端 头 支架 、 6 台 Z F G 6 4 0 0 ／ 1 9 ／ 3 2 H 过 渡 支 架 、 Z F 6 4 0 0 ／ 1 7 ／ 3 2 A 中 间支架 9 4台 。2 0 1工作 面位 置关 系如 图 1所示 。 2 液 压支架安装前准备工作 2 ． 1轨 道铺 设 2 0 1 综放工作 面需安装 1 0 1台液压支架 ， 每台 液 压 支架 平 均 质量 在 2 2 t 左 右 ， 所 以 轨 道 选 用 3 0 61 2 0 1 5年第 1 0期 中 州煤 炭 总第 2 3 8期 k g ／ m的轻 型钢 轨 。轨距 6 0 0 mm， 轨 枕 选 用 u 型环 水泥枕木 ， 间距 0 ． 5 m。每 5 i n设 置一副轨距拉杆 对 轨 道进行 稳 固 。要 求轨 道铺 设平 直 、 枕 木 下捣实 。 轨道接头的间隙不大于 5 m m， 高低和左右错差不大 于 2 1T i m， 2条 轨 道 顶 面 的 高 低 差 不 大 于 5 m m 。 变坡 点处 轨道 不得 有 接 头 ， 应 根 据巷 道变 坡 处 的 弯 曲半 径 ， 采 用 圆弧 过 渡 。水 平 弯 道处 轨道 转 弯 半 径 应满 足平 板车 转弯需 求 。 图 1 2 0 1工 作 面 位 置 关 系 2 ． 2 绞车 安装 蒋家 河煤 矿轨 道大 巷及 2 0 1 工 作面 回风 巷坡 度 不一 ， 变坡 点较 多 ， 如 果 安 装 一般 提 升 绞 车 ， 轨 道 大 巷需 安装 8台对 拉 绞 车 ， 2 0 1回风 巷 需 安装 6台 对 拉绞车。为了简化运输环节 ， 此次在轨道大巷安装 S Q 一 1 2 0 ／ 1 3 2 B型无 极 绳连续 牵 引车 1台 ， 速 度 0 ． 8～ 1 ． 4 m ／ s ， 在 2 0 1回风巷 安装 S Q． 8 0 ／ 7 5 B型无 极绳 连 续牵 引 车 1台 ， 速 度 0 ． 6 7～1 ． 0 0 m ／ s 。无 极 绳 绞 车 安装 位 置 如 图 1 所 示 。无极 绳 托 绳 轮 一 般 按 3 0 lq q _ 一 组 布 置安装 ， 在 坡度 发 生 凸 变 的地 段 一 般 3 m 一 组布 置 ， 主压绳 轮 、 副压 绳轮 在 凹变处一 般按 3 m一 组布 置 。在切 眼安 装 了 1台 J D ． 1 ． 6调 度 绞 车 ， 2台 3 2 t 回柱 绞车 ， 形成 对拉 绞车 图 2 。 6 2 2 0 1 回风巷 2 0 1 运输巷 图 2切 眼绞 车 安 装 及 轨 道 铺 设 2 ． 3 液压 支架提 放 装置 安装 在工 作面 切 眼中 心线 与 回风巷 中心线 相 交处 安 装 了液压 支架 提放装 置 。该装 置 主要采 用 4个 支 架 前探 梁伸 缩 千斤顶 ， 每个 伸 缩 千斤 顶 通 过 十 字 连 接 头 安装在 一个 起 吊底 座 上 ， 起 吊底 座结 构 如 图 3所 示 。每个 底 座采用 4根 2 2 m m2 4 0 0 mm锚杆 固 定 在顶板 上 ， 底座 安装 问距 应 满 足 提放 液压 支 架 需 求 。前探 梁 伸缩 千斤 顶 推 力 为 2 4 7 k N， 收 力 为 1 2 6 k N， 行程 为 8 0 0 m m。液 控 部 分 采 用 综 采 液 压 支 架 操纵阀组 F H S 4 0 0 3 ， 通过 1 0 m m高压胶管与伸 缩 千斤 顶相 连 图 4 。 图 3 起 吊底座 结构 示意 千斤顶 千斤 顶 图 4液 控 系 统 示 意 2 ． 4滑 道铺 设 在 工作 面切 眼 铺 设 3股 长 1 5 0 I n 、 与 切 眼平 行 的 3 0 k g ／ m 的轻 型钢轨 4 ． 5 m长轨 道 9 6根 ， 3 m 长 轨道 6根 ， 通 过 十 字 轨 道 与 回风 巷 轨 道 相 连 图 2 。轨 道 I和 2间距 0 ． 6 m， 用 于 工 作 面 液 压 支架 安装前 运输 前 、 后刮板 机 部 件 ； 轨道 1和 3间距 1 ． 8 IT I ， 用于安 装 液 压 支 架 时 支 架 滑 靴 的运 行 轨 道 。支 架滑 靴用 1 0 m m 钢板 弯 曲成 角铁 形状 图 5 。 2 ． 5前后刮板机安装 液压 支架 安装 前 ， 必 须 先 安 装好 前 、 后 刮板 机 ， 这样 才能保 证 安装 液 压 支 架 时 ， 使 每一 个 液 压 支 架 位置 准确 并与 对应 的前 、 后刮 板机 槽子 相连 。 2 0 1 5年第 1 0期 董 恺 综 放工 作面 液压 支架 安全 快速 安装 技术 总第 2 3 8期 图 5支 架 滑 靴 结 构 单位 m m 3液压支架运输 2 0 1工作 面 液 压 支 架 安 装 时 ， 分 别 在 轨 道 大巷 和 2 0 1回风巷各使 用 1台无极绳绞 车进 行支架运 输 。无极 绳绞 车是 一 种 实 用 的 新 型 辅 助运 输 装 备 ， 适用于长距离 、 多变坡 、 大吨位工况条件的普通轨道 运输 。液 压 支 架 在 轨 道 大 巷 无 极 绳 绞 车 的 牵 引 下 ， 运输 至 2 0 1回风 巷联 络巷 口， 然 后通 过调 度 绞 车 转运至 2 0 1回风巷， 再使用 2 0 1回风巷无极绳绞 车 运输至距切眼4 0 m的车场 ， 再使用切眼内J D 一 1 ． 6调 度绞车将液压支架拉运至提放装置下。 4支 架 提 放 液压 支 架 运 至提 放 装 置 下后 ， 拆 除液 压 支 架 与 平 板 车之 间 的连接 机 构 ， 然 后 将 提 放 装 置 的 4个 伸 缩 千斤 顶 通过 连接 件及起 吊钩 与液 压 支 架底 座 的 4 个 起 吊眼 相连 ， 再操 作液 控 系统 的操纵 阀组 ， 缩 回千 斤顶 ， 使液压支架离开平板 车， 然后抽 出平板车 ， 再 操作操纵阀组 ， 伸出千斤顶 ， 使液压支架降落至底板 上 ， 并 在支 架靠 运 输 巷 侧 底 座 下放 置 支 架 滑 靴 。支 架 起 吊装 置 如 图 6所示 。 图 6支 架 起 吊 示 意 5液压 支架摆放 液 压 支 架 降 落在 提 放 装 置下 的十 字轨 道 上 后 ． 去 掉伸 缩 千 斤顶 的起 吊钩 ， 将 运输 巷 侧 的 3 2 t 回柱 绞 车钢 丝绳 通过 连接 件 与液压 支架 前端 底座 上 的起 吊眼相 连 ， 回风巷 侧 的 3 2 t 回柱 绞 车钢 丝绳 通 过 连 接 件 与液压 支架 后 端 底 座上 的 起 吊 眼相 连 或 与 支 架 立柱 相连 ， 然 后开 动 2个 3 2 t 回柱 绞车 一 个 收 回钢丝 绳 ， 一个放 开 钢 丝 绳 ， 液 压 支架 在 支 架 滑 靴 及 1 、 3两 股轨 道 的共 同 控制 下 ， 缓 慢 滑 行 至 安 装 位 置 附近 ， 然 后 去 掉 支 架 滑 靴 、 液 压 支 架 下 的轨 道 及 前 、 后钢丝绳 ， 再使用单体液压支柱将液压支架调整 至 安装位 置并 与前 后 刮板 机槽 子相 连 。 6 与 常规支 架安装 方法的对 比 该支 架 安装 方法 与常 规支 架安装 方 法主要 有 以 下几点区别 ①常规方法运输支架 时动力设备 采用 调度 绞 车 ， 与元极 绳 运 输 相 比， 存 在 安装 数 量 多 、 摘 挂钩次数多 、 危险因素多 、 安全管理难度大等缺 陷； ②常规支架卸车方式采用“ ” 型卸 车平台 ， 将该平 台靠近平板车， 然后利用调度绞车将支架拉下平板 车 ， 与该支架安装方法相比， 存在平板车与卸车平台 不 易 固定 、 卸 车后 支架 需调 整位 置 、 用 单体 支柱 顶起 支架一侧并放置滑靴等多重手续 ； ③常规滑靴下面 没有限位装置 ， 存在支架在滑行过程中易跑偏 、 不易 控制位置 、 需要多次调整、 费工费时等缺陷。 7 结论 1 采 用 这种 液压 支 架安 装 技 术 ， 具 有快 速 、 安 全 、 简便 、 投 入 设 备 少 、 节 约 资 金 、 节 省 劳 动 力 等 作 用 ， 对于利用轨道运输的综采工作面设备安装有一 定借 鉴 意义 。 2 无 极 绳 绞 车 在 巷 道 内 可 以 直 达 运 输 ， 无 需 转载 ， 减少人力倒车次数和调度绞车投入台数 ， 大大 降低 了运 输 事故 出现 的可能 性 以及设 备使 用 的事故 率 。减少了运输环节， 降低 了作业人员的劳动强 度 ， 也减 少 了安全 管理 的难 度 。 3 无 极 绳绞 车虽 然 运输 环 节 少 、 安 全 ， 但 是速 度慢 ， 是影 响支架单班运输数量进而影响支架安装 进度 的一 个 主要 因素 。在保 证 轨道铺 设 质量 的前 提 下 ， 可通 过加 快元 极 绳 运 行 速度 的方 法 来 达 到 提 高 每班 次支 架安 装数 量 的 目的 。 4 液 压 支架在 滑 移到 下转 第 6 7页 63 2 0 1 5年第 1 O期 陈朋磊 超高水充填开采顶板离层规律研究 总第 2 3 8期 l {挞 衄 褪 工作面推进距离， m 8 t 运输 巷测点位置 工作 面推进距离， m b 回风巷测 点位置 图 5顶板 的变形速率与工作面推进距离 的关 系曲线 1 经过理论计算和分析得 出 c七 0 1工作面 回采 巷 道 的 锚 固 范 围 内 的 顶 板 离 层 界 限 值 为 8 5 m m， 锚 固范围外 的顶板离层界限值为 1 6 mm。 2 对于 c七 0 l 工作 面 回采 巷 ， 顶板 岩层 没 有 出现 明显 的离层变形情况 ， 大多数分布在 11 0 mm 之间 ， 其值远小 于锚固范围内离层界限 8 5 mm。此 观测记录说明 ， 顶板锚固状况较好 ， 采用超高水充填 的采 煤 方法 对上 覆 岩 层 支护 性 能 好 ， 有 效 地 控 制 了 顶 板 的变形 ， 保持 了顶 板 岩层 的整体 性 ， 对 围岩 的稳 定 性起 到 了有效 的控 制 ， 支护 效果好 。 3 在运输 巷 各 测 点总 离层 与 工 作 面 推进 距 离 拟合 的方 程 曲线可 知 ， 它们 的变 化 规 律 基本 符 合 呈 负指数 变 化 ， 即符合 指数 函数 公 式 SO , e c 。 4 在 超 高 水 充 填 的情 况 下 ， 锚 固 内岩 层 和 锚 固外 岩层 在一定 时 间 内能 够趋 于稳 定 ， 初 期 离 层 值 不大 ， 一般 小 于 1 mm ／ d ， 稳 定 时 间在 5～3 0 d ， 一 般 在 0 ． 0 4～ 0 ． 1 5 m m ／ d ， 但 是 之 后 有 1～ 2 d的波 动 。 该变 形特 点表 明在 一段 稳定 时 间后应 加强 顶板 支护 补打锚 索 ， 避免 锚 固 区外 的岩 层 离 层 以保 持 顶 板 的 稳定 。 参考 文献 [ 1 ] 徐乃忠 ， 张玉卓． 采动离 层充 填减沉 理论与实 践[ M] ． 北京 煤 炭工业出版社 ， 2 0 0 1 ． [ 2 ] 岑传鸿． 采场顶板控 制及监测 技术 [ M] ． 徐州 中 国矿 业大学 出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 3 ] 许家林． 岩层移动离 层演化规律 及其应 用研究 [ J ] ． 岩土工程 学报 ， 2 0 0 6 ， 2 6 5 6 3 2 - 6 3 6 ． [ 4] 苏仲杰 ． 采 动覆岩离 层变形 机理研 究 [ D] ． 阜新 辽 宁工程技 术 大学 ， 2 0 0 1 ． [ 5 ] 文振明 ， 张宏伟． 顶板离 层与监 测[ J ] 煤炭技术 ， 2 0 0 6， 2 5 3 4 9． 5 1 ． [ 6 ] 夏孝够． 深井回采巷道围岩变形机理及 支护技术研 究 [ D] ． 合 肥 安徽理工大学 ， 2 0 0 6 ． [ 7 ] 李学成 ， 郭明杰． 朱村矿膏体充填围岩控制 效果分析 [ J ] ． 中州 煤炭 ， 2 0 1 1 5 2 2 - 2 4 ． [ 8 ] 于春生 ， 牛宗涛． 煤矿膏体充填绿色 开采体 系研究 [ J ] ． 中州煤 炭 ， 2 0 0 9 1 1 1 5 1 6 ． [ 9 ] 马会华 ， 邓宁． 矿 山矸石膏体充填技术在鹤 煤二矿的应用研究 [ J ] ． 中州煤炭 ， 2 0 1 1 2 2 3 - 2 4 ． [ 1 0 ] 冯光明． 超 高水充填 材料及 其充填开采技术 研究与应用 [ D] ． 徐 州 中 国 矿 业 大 学 ， 2 0 0 9 ． [ 1 1 ] 刘同友． 充填采 矿 技术 与应用 [ M] ． 北京 冶金 工业 出版 社 ， 2 0 01 ． 责任 编辑 刘 欢欢 上接第 6 3页 安装位置 ， 在摆放、 摆正且与前后 刮板 机槽 子 相连 接 的过 程 中 ， 一 般 用 时 在 0 ． 5 h ， 也 是 影响 支架 安装 进 度的一 个环 节 。 参 考 文献 [ 2 ] [ 3] [ 4] [ 5 ] [ 6 ] 张学亮 ， 刘新 刚 ， 李 继路 ， 等． 阳城 煤矿 1 3 0 7综 放工 作面 支架 安装工 艺及实践 [ J ] ． 煤炭工程 ， 2 0 1 1 9 5 5 ． [ 7 ] 胡 志勇 ． 浅谈综采工作面设备 的安装工艺 [ J ] ． 工会博览 理论 研究 ， 2 0 1 0 6 1 3 3 ． 赵国琪 ． 综 采工作 面的快 速安装技术 [ J ] ． 中州煤炭 ， 2 0 0 9 6 6 8-69 ． 袁河津． 煤矿安全规程 专家解 读 [ M] ． 徐州 中国矿业大学 出版社 ， 2 0 1 1 ． 张伟 ， 冯坤． 浅谈无极绳绞车在煤矿中的应用 [ J ] ． 中国科 技纵 横 ， 2 0 1 3 3 5 4 ． 孙宏洲． 液压 起 吊支 撑装 置 中 国， 2 0 0 9 2 0 2 4 5 0 6 6 [ P ] ． 2 0 1 0 0 623 ． 鄢江华． S Q一 8 0 B型无绳绞车在煤矿生产 中的应用 [ J ] ． 科 技探 索 ， 2 0 1 0 1 0 7 8 ． 责任 编辑 刘 光 雨 67