九龙川矿副立井液压支架整体下放与半连续运输设计 -.pdf

第4 7 卷第1 1 期 煤炭工程 C0 AL ENG I NEE RI NG Vo 1 ． 47． No ． 11 d o i 1 0 ．1 1 79 9 ／c e 2 01 51 1 0 0 5 九龙川矿副立井液压支架整体下放 与 半连续运输 设计 陈亚利 中国煤炭科工集团 北京华宇工程有限公司，北京1 0 0 1 2 0 摘要 随着开采技术的发展 、设备的更新，液压支架的选型向着大型化发展 ， 目前 ，液压 支架整体 下放与半连续运输是建设 高产 高效矿 井的必然趋 势。但 液压 支架整体下放存在 容 易偏 栽、提升栽荷 大及提升工序复杂等技术难题 ，文章介绍 了通过采取调整重心，提升 系统全部采用 进 口设备及运行时间的控制等措施 ，保证 了提升运行 的安全 ；支架采用胶轮平板 车下放可以免起 吊换装并半连续运输 ，从而实现 井底车场的无轨化并简化 了井巷布置。 关键词 液压支架；整体下放 ；半连续运输；非起 吊换装；胶轮平板车 中图分类号 T D 5 2 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 0 9 5 9 2 0 1 5 1 1 - 0 0 1 4 - 0 3 De s i g n o f Hy d r a ul i c Su pp o r t I nt e g r a l Lo we r i ng a nd S e m i Co n t i nu o us Tr a n s p o r t a t i o n i n J i u l o n g c h u a n Mi n e Au x i l i a r y S h a f t CHEN Yal i B e i j i n g H u a y u E n g i n e e r i n g C o m p a n y L i mi t e d，C h i n a C o a l T e c h n o l o g y a n d E n g i n e e r i n g G r o u p，B e ij i n g 1 0 0 1 2 0，C h i n a Ab s t r a c t W i t h t h e d e v e l o p me n t o f mi n i n g t e c h n o l o g y a n d e q u i p me n t ，t h e s e l e c t i o n o f h y d r a u l i c s u p p o r t t e n d s t o l a r g e s c a l e ， a t p r e s e n t ， t h e i n t e g r a l l o w e rin g o f h y d r a u l i c s u p p o rt a n d s e mi c o n t i n u o u s t r a n s p o rt i s a n i n e v i t a b l e t r e n d o f t h e c o n s t r u c t i o n o f h i g h y i e l d a n d e f f i c i e n c y mi n e ． Ai mi n g a t t h e u n b ala n c e l o a d i n g ， l a r g e h o i s t l o a d a n d c o mp l i c a t e d p r o c e s s i n i n t e g r a l l o we r i n g o f h y d r a u l i c s u p p o r t ， t h i s p a p e r i n t r o d u c e s s a f e t y e n s u r i n g me a s u r e s f o r t h e h o i s t i n g o p e r a t i o n， i n c l u d i n g g r a v i t y c e n t e r a d j u s t me n t ，a p p l i c a t i o n o f a d v a n c e d i m p o r t e d e q u i p me n t ，a n d o p e r a t i o n t i m e c o n t r o l ；n o nl i f t i n g r e l o a d i n g a n d s e mi c o n t i n u o u s t r a n s p o rt c a n b e a c h i e v e d u s i n g i n t e g r al l o w e ri n g ， S O a s t o r e a l i z e t h e t r a c k l e s s s h a f t b o t t o m a n d s i mp l i f i c a t i o n o f r o a d wa y l a y o u t ． Ke ywo r ds h y d r a u l i c s u p po rt； i n t e g r a l l o we rin g； s e mic o n t i n uo u s t r an s po rt； n o nl i f t i n g r e l o a di n g；r u b b e r t i r e fia t c a r 1概述 九龙 川矿井位于甘 肃省 宁县县 城南 约 1 ． 5 k m 处 ，隶属 于甘肃能源庆阳煤电有限责任公司，生产能力为 8 ． 0 0 Mt ／ a 。 矿井采用立井开拓，工业场地布置主立井 、副立井和 回风 立井 。副立井 井筒垂深 1 0 0 0 ． 0 m，落地式布置 。 随着开采技术的发展、设备的更新，液压支架的选型 向着大型化发展。现在国内高产、高效矿井液压支架长度 基本达到7 ． 0 m或以上，重量超过 3 0 t 。同时液压支架具有 整体性强的特点，液压支架 出厂时已组装、调试完毕 ，如 果进行拆卸下井 ，虽然可以减小井筒断面、减轻大件的下 放难度 ，但是由于井下组装环境恶劣，液压支架在井下重 新组装之后整体性差、性能不稳定 、使用寿命大打折扣。 1 4 况且液压支架配备数量较多，一个现代化综采工作面配备 的数量基本达到 2 0 0架以上，整个矿井配备的数量甚至能 达到4 0 0～ 5 0 0架，进行井下组装必将耗费大量 的时间和财 力。为了节约运送时间和保证设备的安装精度 ，液压支架 整体下放和连续运输必将成为我国新建现代化大型矿井首 选的方式。整体下放、半连续运输在运送工艺 、运送设备 及技术保障措施等技术问题，都使副立井提运及大型液压 支架在井下运输方式的设计成为一个新的研究课题。 2 整体 下放工艺 2 ． 1 实现 整体 下放 工 艺 需解决 的 关键 技 术 问题 目前我 国井工矿井 使用 无轨 胶轮 平板 车整体 下放 大型 液压支架的工艺尚处于探索、起步阶段。借鉴 国内、外立 收稿 日期 2 0 1 5 0 1 0 3 作者简介陈亚利 1 9 8 2一 ，男，河北承德人，工程师，从事矿井设计工作，Em a i l 2 7 0 1 4 1 3 9 6 q q ． e o m。 引用格式陈亚利．九龙川矿副立井液压支架整体下放与半连续运输设计 [ J ] ．煤炭工程，2 0 1 5 ，4 7 1 1 1 4一 l 5 ，1 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5 年第1 1 期 煤炭工程 井使用胶轮平板车运送物料集装箱的工艺，经过多方案 比 较 、论证 ，2 0 1 0年初黄玉川矿井在国内首次使用无轨胶轮 平板车整体下放大型液压支架的工艺取得成功。大型液压 支下放 的工艺是 地 面行 吊将 支架 吊装 到胶 轮平 板车 上并 采用工装快速固定 ；非防爆叉车或防爆多功能车等牵引设 备将装有支架的胶轮平板车运送到罐笼内；调整支架重心 和姿态并进行快速固定 ；牵引设备与胶轮平板车脱钩分离； 提升机下放装载有大型液压支架的罐笼到井下。这种下放 方式的工艺流程需要解决的关键技术问题包括选择合适 的设备 ；防止偏载 ；及提 升循 环时间 的控制 。 选择合适的设备是实现运送工艺要求的重要因素。这 些 运送设备包 括胶 轮平 板 车 、动力 车及 连接 装置等 。其 中 动力车采用非防爆叉车或防爆多功能车⋯。车辆配置如图 1 所示 。 液 压芰架 动 图 1 车辆配置 胶车平板 车 大型液压支架下放要 防止罐笼偏载 。由于液压支 架重量 较大，罐笼的偏载可能会影响正常提升并带来事故。当液压 支架需要下井时，由多功能车将胶轮平板车连同液压支架一 起牵引至罐笼内。由于胶轮平板车是针对液压支架专门设 计，故支架与平板车的重心位置在垂直方向保持一致 。同 时必须保证支架进入罐笼后，胶轮平板车、液压支架、罐笼 三者组合后的中心位于罐笼的几何中心线上。这就要求在罐 笼内设置针对胶轮平板车的限位装置，可使平板车在罐笼内 有固定位置，这个固定位置保证了平板车、液压支架与罐笼 本体的重心保持一致 ，不会产生太大偏差 ，使罐笼运行起来 安全可靠，对罐笼的导向装置 罐道、滚轮罐耳 不会产生太 大影响 J 。车辆组合重心线位置如图2所示。 图 2 车辆组合重 心线位置 根据现场调研 ，通过提升循环时间 的控制 ，在理想状 态 下每个提升循环仅需要 2 5 ra i n 。对每一架提升循环进行工序 分解和占用的时间的赋值。具体分解工序及占用时间见表 1 。 2 ． 2液压支架提升方案 九龙J i I 矿井副立井采用两套提升系统。一套为特制双 层宽罐笼 平衡锤，用于液压支架 、材料 、设备及人员的 提升，该套提升系统全套为进 口产品。另一套为双层交通 罐 平衡锤 ，用 于提 升 和下放 人员 ，该 套提 升 系统 的提 升 机轴承、衬垫、液压站、制动器、钢丝绳 、电控设备等核 心部分为进 口产品，其他部分为国产设备 。 表 1 每一架提升循环 占用时 间 工作内容 工作 时间／ mi n 备注 九龙川矿井液压 支架整体重 量为 3 0 t ，外 形尺寸为 6 9 1 0 m m X 1 6 5 0 mm3 0 0 0 m m。整体 下放 大 型液压 支架 必须 设计大型罐笼。九龙川矿井井筒直径 O 9 ． 4 m，装备一套容 积、强度及运行稳定性均符合相关要求的特制双层宽罐笼。 该 罐笼尺寸 7 8 0 0 ram 3 1 0 0 m m，自重 5 5 0 0 0 0 k g 包括首 、尾 绳悬挂装置等 ，本体高 1 0 ． 6 m，每层载 1 2 0人 。 2 ． 3保证提 升 运行 安全 的措施 由于九龙川矿井使 用无 轨平板 车整 体下放 大 型液压支 架，为提升安全运行提出了更为严格的要求。特制宽罐笼 的自重加载重可达 9 0 t 以上，且井深达到 9 9 1 m，因此，当 罐笼运行至井底时，钢丝绳会产生较大的弹性伸长量。若 采用传统的搭接摇台，其补偿量不能满足钢丝绳的弹性伸 长。为保证大型设备进 、出罐笼时安全、可靠，本设计采 用双补锁罐摇台作为罐笼的承接装置，用于替代传统的搭 接摇台。双补锁罐摇台主要由下部托罐补偿、上部搭接摇 台及锁 紧机构等组成 。 大型液压支架需要下井时，罐笼在井 口装载后 向下运 行，当运行至井底有效范围停罐位置时，下部托罐补偿臂伸 出并托起罐笼到达对罐位置，同时上部搭接摇台臂落下与罐 笼搭接，并启动锁紧机构将上部搭接摇台锁紧。此时，罐笼 处于锁定状态，罐笼内大型设备由多功能牵引车平稳地牵出 罐笼并运往工作面。另外 ，万一罐笼出现过放事故，下部托 罐补偿臂的托罐力将超过预先调定的暾罐力 ，补偿臂被迫退 回，保证罐笼安全通过，消除了井底暾罐的隐患。安全门和 锁罐装置之间实现联动闭锁，自动控制运行，整套系统与提 升机联动闭锁 ，保证人员出入及胶轮车运行 的安全。 3 液压支架在井下半连续换装运输 九龙川矿井大型液压支架下放到井下，多功能牵引车 与胶轮平板车快速连接并拉出罐笼至换装硐室，恢复支架 姿态；胶轮平板车与斗式支架拖车对接，通过斗式拖车的 液压绞车将支架转移到斗式拖车上并运送到工作面，使用 斗式支架拖车的推卸油缸卸载支架。大型液压支架半连续 换 装如图 3所示。 下转第 l 9页 1 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m