風(fēng)動起吊裝置安裝大采高工作面綜采設(shè)備

劉 銘

0 引言

老礦井的建井方式和開拓布署限制了井下現(xiàn)代化輔助運(yùn)輸裝備的使用，尤其是制約了大型重載綜采設(shè)備的生產(chǎn)準(zhǔn)備安裝和回采結(jié)束時(shí)的拆卸搬家。目前，國內(nèi)礦井綜采設(shè)備的組裝（拆卸）大多使用人工配合機(jī)械（手動吊鏈、回柱絞車等）的方法，勞動強(qiáng)度大，效率低，安全程度也比較差，各礦都在積極尋求和探索既符合國情、適用煤礦特點(diǎn)，又能安全、省力、高效的技術(shù)途徑和方法。本文以大同煤礦集團(tuán)公司晉華宮礦和忻州窯礦大采高工作面綜采設(shè)備的安裝實(shí)踐，介紹使用JDN-PROFI 風(fēng)動起吊裝置對大型重載液壓支架進(jìn)行快速安裝的方法和良好的使用效果。

1 風(fēng)動起吊裝置安裝液壓支架的方法

1.1 現(xiàn)場環(huán)境及綜采設(shè)備技術(shù)參數(shù)

大同煤礦集團(tuán)公司晉華宮礦和忻州窯礦大采高綜采工作面采用ZZ13000 型支架，支架總重46 t，巷道寬4 m，高4.5 m。由于礦井傳統(tǒng)運(yùn)輸能力及巷道限制，支架只能采用井上拆解，分解成3 平板車進(jìn)行運(yùn)輸和井下組裝方式進(jìn)行穩(wěn)裝，工作量和困難極大（見圖1）。

在支架連接處按幾何尺寸在井下安裝連接實(shí)際困難重重，安裝1 臺支架需礦方投入大量的人力和物力，工作進(jìn)度相當(dāng)緩慢。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，組裝地點(diǎn)設(shè)在工作面軌道巷距切眼20 m 擇底板平緩處。研發(fā)設(shè)計(jì)了起吊架（見圖2），設(shè)計(jì)高度滿足所有設(shè)備起吊距離，并在組裝工作區(qū)安裝進(jìn)風(fēng)管路及風(fēng)源過濾裝置對風(fēng)源進(jìn)行過濾，風(fēng)壓要求不得低于400 kPa，確保JDN 風(fēng)動提升裝置正常使用。

圖1 ZZ13000 型液壓支架拆解部件

圖2 工作面組裝液壓支架工藝布置

1.2 JDN-PROFI型風(fēng)動起吊裝置

JDN-PROFI 型風(fēng)動起吊裝置（風(fēng)動提升機(jī)）由馬達(dá)、中間部分、減速傳動裝置3 個(gè)組件通過快速拆裝螺拴連接組成，采用手動控制器控制，便于操作。

1.2.1 馬達(dá)

標(biāo)稱為400 kPa 的工作壓力可以滿足快速啟動馬達(dá)葉片的驅(qū)動要求。氣缸套的緊急潤滑特性即使在長期未進(jìn)行潤滑維護(hù)的情況下，也能確保馬達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。彈簧制動的盤式制動器在馬達(dá)啟動時(shí)工作氣體壓縮彈簧釋放制動器；當(dāng)馬達(dá)停止或氣源中斷時(shí)，彈簧復(fù)位，制動器制動并將重物安全鎖定不動，確保提升過程的安全性。

1.2.2 中間部分鏈輪緊套在一個(gè)防塵的滾珠軸承上。廢氣從中間直接排出，起到潤滑鏈條和防止灰塵進(jìn)入的作用。

1.2.3 傳動裝置所有內(nèi)部物件均由經(jīng)調(diào)質(zhì)處理或淬火處理的優(yōu)質(zhì)鋼材制成，滾針及滾珠軸承確保設(shè)備低噪音運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2.4 機(jī)殼馬達(dá)、中間部分、軸承外殼均由優(yōu)質(zhì)碳鋼鑄件制成，特別適合在惡劣環(huán)境下工作。

1.2.5 吊鉤和吊鏈

起吊部件、吊鉤和吊鏈均由經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的高強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)鋼材制成，實(shí)際破斷力可達(dá)標(biāo)稱破斷力的5倍。

1.2.6 終端限位

上吊鉤處于最高或最低時(shí)，下部的限位塊與上部的限位塊逐步靠近中間，硬度橡膠緩沖器平緩地將上、下限位塊制動，內(nèi)置減壓閥只起緊急制動作用。

1.3 JDN-PROFI型風(fēng)動起吊裝置的技術(shù)參數(shù)

1.3.1 技術(shù)參數(shù)

1.3.2 特點(diǎn)

①適用于危險(xiǎn)區(qū)域；

②靈敏無級變量控制能保證重物的精確提升；

圖3 JDN-PROFI 型風(fēng)動起吊裝置外型

③易于操作，適合無潤滑油操作；

④可頻繁操作和無限次的使用周期；

⑤低維護(hù)量，低凈空，堅(jiān)固可靠，維護(hù)量??；

⑥具有消音功能，對灰塵和濕度不敏感，溫度適于-20℃～70℃；

⑦可垂直提升，亦可水平拖動重物。

2 起吊裝置系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及安裝工藝

（1）起吊裝置主要由起吊梁、起吊立柱、風(fēng)動起吊裝置、定滑輪組成，整體構(gòu)成龍門式框架起吊裝置（見圖4）。

圖4 安裝液壓支架的框架起吊裝置

起吊液壓支架和部件由3 組龍門式框架組成，每組由2 根立柱鋼梁及1 根起吊梁組成。3 組龍門框架由工字鋼連接，起吊裝置根據(jù)實(shí)際需要分別掛置在吊梁上并以三環(huán)鏈加以固定，然后通過井下風(fēng)源由風(fēng)管連接控制器，接入控制器的風(fēng)流需加裝風(fēng)源過濾裝置。

（2）根據(jù)井下地質(zhì)條件及設(shè)備情況，支架拆分成3 部分：頂梁、尾梁、底座及立柱。

安裝工藝：

①頂梁小車首先進(jìn)入工作臺，然后由風(fēng)吊裝置起吊頂梁；

②底座及立柱小車隨后進(jìn)入安裝工作臺，由風(fēng)動起吊裝置穩(wěn)裝立柱；

③尾梁小車最后進(jìn)入工作臺，進(jìn)行支架的整體組裝；

④組裝后的支架通過絞車進(jìn)入工作面進(jìn)行擺裝（見圖5）。

圖5 液壓支架移進(jìn)工作面的工藝

（3）操控方式是通過JDN 風(fēng)動控制器，采用遠(yuǎn)距離控制JDN 提升設(shè)備，在設(shè)備組裝的安全距離進(jìn)行操作，保證井下工作人員的人身安全；而且1 人能夠同時(shí)操控多個(gè)控制器，控制多臺JDN 風(fēng)動設(shè)備的起落。

3 使用效果和意義

3.1 使用效果

①通過合理設(shè)計(jì)及使用先進(jìn)起吊工具，有效提高了工作的安全性，降低了工人的勞動強(qiáng)度，使工人從繁重的勞動中解脫出來。

②提高了支架的工作面組裝進(jìn)度，提高了效率，為保證正常生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。

③通過對風(fēng)動起吊裝置的試驗(yàn)與研究，并通過現(xiàn)場實(shí)踐，認(rèn)為此裝置能夠替代傳統(tǒng)倒鏈，而且能高效、安全、快速完成井下組裝任務(wù)。

④工作面綜采設(shè)備的組裝拆卸試驗(yàn)，為保證工作面順利開采，提高產(chǎn)量和進(jìn)度提供了有力的保障，是完全值得大力推廣的一項(xiàng)科研項(xiàng)目。

3.2 社會效益及經(jīng)濟(jì)效益

應(yīng)用研發(fā)高效的綜采設(shè)備安裝拆卸設(shè)備，對實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效的現(xiàn)代化礦井有重要意義，無論是安全性方面還是技術(shù)手段及提高工作效率，都達(dá)到了較高的指標(biāo)。從使用者到管理者，通過親身實(shí)踐，使工作面搬家這一困擾多年的難題得到了很好的解答，從傳統(tǒng)手動吊鏈組裝到機(jī)械自動化，不僅僅是解放了勞動力，而且大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。以大同煤礦集團(tuán)公司忻州窯礦為例，傳統(tǒng)支架組裝搬家需80 d，而使用該產(chǎn)品后搬家用時(shí)30 d，提前50 d 完成，由此可帶動的經(jīng)濟(jì)效益是巨大的。

3.3 技術(shù)進(jìn)步及推廣意義

采用了國際先進(jìn)的德國JDN 風(fēng)動設(shè)備，成功在井下使用風(fēng)動提升裝置安裝拆卸支架，從設(shè)計(jì)、組裝、安全、使用、管理等方面，提高企業(yè)整體的技術(shù)和管理水平，與傳統(tǒng)組裝在使用手動吊鏈和回柱絞車過程中安全系數(shù)低易發(fā)生安全事故相比，在使用了安全性能極高的JDN 風(fēng)動提升機(jī)后安全性得到有效保障；使用傳統(tǒng)工具組裝1 架支架需1 d，而使用了JDN 風(fēng)動起吊設(shè)備后組裝支架1 d 可組裝3 架，在井下工作人員不變、甚至更少的情況下，井下員工的工作效率、全員效率都得到了明顯提高，因此推廣意義重大。