大傾角俯采6.5米高架綜采設(shè)備安裝技術(shù)研究

摘要：我國(guó)緩傾斜厚煤層煤炭產(chǎn)量占總產(chǎn)量的40%以上，很多礦區(qū)賦存有3.5～5.0m 厚的煤層且均為主采煤層，大采高綜采是3.5～5.0m 厚煤層綜采的主要發(fā)展方向之一。河北冀中股份東龐礦2號(hào)煤層賦存條件適宜采用高架綜采技術(shù)，但是在局部地質(zhì)條件復(fù)雜區(qū)域，針對(duì)6.5米高架及配套設(shè)備體積大，重量重，在設(shè)備運(yùn)輸和安裝方面存在很多技術(shù)難點(diǎn)，軌道運(yùn)輸坡度大，現(xiàn)有絞車?yán)Σ粔?；工作面頂板跨度大、頂板壓力大，安裝6.5米高架及配套設(shè)備空間不足；6.5米高架體積大，重量重，承載車盤(pán)承載力不夠，整架過(guò)曲線時(shí)困難等；這些都將影響大采高工作面的安裝。為解決這些問(wèn)題，在河北冀中股份東龐礦2號(hào)煤層，進(jìn)行了大傾角俯采6.5米高架綜采設(shè)備的安裝技術(shù)研究，并取得良好效果。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)條件復(fù)雜 大傾角 高架綜采設(shè)備 安裝技術(shù)

1 概述

大采高綜采是我國(guó)大型高效型礦井的主要發(fā)展方向之一。大采高綜采是指3.5～5.0m 厚的煤層一次采全高，與采高小于3.5m 的分層綜采相比，具有采面生產(chǎn)能力大、巷道布置簡(jiǎn)化、回采工效和煤炭資源回收率高、設(shè)備搬家倒面次數(shù)少和節(jié)約假頂材料等優(yōu)點(diǎn)。因此， 大采高綜采是3.5～5.0m 厚煤層綜采的主要發(fā)展方向之一，現(xiàn)在大采高綜采設(shè)備的安裝成了難點(diǎn)和重點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)一套適合在煤礦井下復(fù)雜地質(zhì)條件下大型設(shè)備的運(yùn)輸和安裝方案。

2 煤礦井下復(fù)雜地質(zhì)條件下大型設(shè)備的運(yùn)輸設(shè)計(jì)

大型設(shè)備在煤礦井下運(yùn)輸給礦井的巷道寬度和高度，提升絞車的提升力提出了新的要求，為了能順利完成工作面大型綜采設(shè)備的安裝工作，經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的測(cè)量和研究，設(shè)計(jì)出一套適合我礦現(xiàn)場(chǎng)條件的運(yùn)輸和安裝工藝。

2.1 設(shè)備裝車 設(shè)備的裝車方式很重要，依據(jù)東龐礦井下運(yùn)輸軌道和巷道高度的實(shí)際情況要求，裝車高度不能高于2.2米，寬度不能大于1.4米，對(duì)于6.5米高架的底座按照以往的平式裝車方式寬度超出了設(shè)計(jì)要求，可以改為立式裝車，為了能保證裝車整體受力平衡，在支架底座的兩側(cè)配上立柱。裝車運(yùn)輸順序?yàn)榈鬃?、掩護(hù)梁、后連桿、頂梁。

2.2 設(shè)備運(yùn)輸 超高、超寬型設(shè)備在井下軌道運(yùn)輸一直是難點(diǎn)，為了能滿足運(yùn)輸6.5米高架綜采設(shè)備的提升力要求，經(jīng)過(guò)提升力計(jì)算我礦引進(jìn)了JSDB-19絞車，并采用2級(jí)動(dòng)滑輪，4根鋼絲繩受力，在傾角21°的軌道坡上運(yùn)輸成功。為了增加支架整架在軌道上運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性。首次在工作面切眼鋪設(shè)了1.2米軌道，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的平板車盤(pán)承載支架。

2.3 絞車提升力計(jì)算 在2612工作面切眼需牽引225米，傾角按最大21°計(jì)算，使用兩臺(tái)JSDB-19絞車運(yùn)輸，使用Φ24.5mm新鋼絲繩，鋼絲繩破斷力38.9T，1整架支架48T，使用一條鋼絲繩兩臺(tái)絞車一個(gè)定滑輪兩個(gè)動(dòng)滑輪運(yùn)輸(6根底錨在四角固定40mm厚400×400鐵板，鐵板中間割φ100圓孔，兩條40T大鏈穿過(guò)圓孔和定滑輪連接，兩個(gè)16T動(dòng)滑輪用兩條40T大鏈和支架相連，底錨同絞車底錨參數(shù)，底錨用雙螺母固定，滑輪不得低于16T），絞車?yán)?2T。

P=w（sina＋f1cosa）＋qL（sinb＋f2cosb）

式中：

P——鋼絲繩最大凈拉力，kg

w——車盤(pán)與載重質(zhì)量之和，kg

a——斜坡中產(chǎn)生最大拉力處的傾角，可取最大傾角，度

f1——車輛在軌道上運(yùn)行時(shí)的阻力系數(shù)，取0.015

q——鋼絲繩單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg/m

L——鋼絲繩長(zhǎng)度，m

b——平均坡度，度

f2——鋼絲繩運(yùn)行時(shí)阻力系數(shù)，取0.15

4P=（48000＋1000）（sin21°＋0.015 cos21°）＋2.165

×900 （sin21°＋0.15cos21°）=19219kg

P=4805kg

38900/4805=8.1＞6.5合格。

JSDB-19絞車?yán)?2000kg＞絞車受力4805kg

符合要求，合格。

3 煤礦井下復(fù)雜地質(zhì)條件下大型設(shè)備的安裝設(shè)計(jì)

組裝支架硐室的尺寸規(guī)格和工程質(zhì)量按照設(shè)計(jì)要求達(dá)到組裝條件，將組裝點(diǎn)雜物清理干凈，保持底板平整。

3.1 安裝組裝架 ①將四個(gè)立柱底座安放到標(biāo)定位置，并調(diào)好角度。立柱和底板夾角不得小于70度。②將滑輪用完好的40T大鏈、錨蘭、螺絲牢固的固定在頂起吊錨桿上，高度適宜。③將立柱分別用絞車安放到四個(gè)底座上，上好柱銷和擋銷，將立柱左右兩側(cè)分別使用4股8#鐵絲固定在兩幫幫起吊錨桿上。兩側(cè)鐵絲夾角大于120度。④中部框架在底板組裝好后，將準(zhǔn)備好的5個(gè)16T滑輪，用40T大鏈按照起吊要求雙鏈固定在框架的橫梁上，大鏈的錨蘭、螺絲、平墊、彈簧墊必須齊全、緊固、有效。然后用組裝點(diǎn)中部的兩個(gè)滑輪作為起吊點(diǎn)，滑輪掛在組裝點(diǎn)頂部中心線的兩組（每組四根起吊錨桿間距500×500mm對(duì)角雙40T大鏈）錨桿上，起吊錨桿用雙螺母固定大鏈。使用JM-14絞車起吊，把中部框架和四個(gè)立柱對(duì)接好，插好頂部銷子和壓塊。需要調(diào)整立柱位置時(shí)，必須使用兩臺(tái)導(dǎo)鏈分別牽住立柱左右兩側(cè)，兩個(gè)導(dǎo)鏈?zhǔn)芰髪A角不得小于120度，只有在兩臺(tái)導(dǎo)鏈都用力后才能剪斷原有鐵絲。⑤安好四個(gè)立柱的液壓管路和液控閥，同時(shí)升四個(gè)立柱，使中部框架接頂，如果頂板不平，要使用半圓木墊平頂部，然后升緊中部框架，框架四角必須使用40T大鏈可靠固定在頂部起吊錨桿上，錨蘭螺絲必須擰緊。立柱禁止伸展，要保持至少50mm的剩余量，必要時(shí)可在組裝架頂部排木垛接頂。

3.2 支架組裝方法 ①用起吊絞車吊起底座，把專用車盤(pán)拉到底座下，放正底座，用兩條φ36mm螺絲把底座固定上緊在車盤(pán)上。②用絞車分別吊起立柱、后連桿，固定在底座上，后連桿后下方用方木墊穩(wěn)，并用絞車吊住后連桿。③將掩護(hù)梁卸車，把前連桿組裝到掩護(hù)梁上，用兩臺(tái)絞車同時(shí)吊起掩護(hù)梁，對(duì)眼安裝。④組裝好掩護(hù)梁后，支架重心偏離車盤(pán)重心，掩護(hù)梁安裝后一直到組裝頂梁完畢，必須使用一臺(tái)帶閘的絞車吊住掩護(hù)梁后端（或用專用支撐車頂住掩護(hù)梁的后端，專用支撐車和專用車盤(pán)連接必須可靠，不得有伸縮），防止翻車，用三臺(tái)絞車同時(shí)吊起頂梁，就位組裝。⑤橫梁之間用40T大鏈或1寸鋼絲繩連接，把起吊裝置定位掛在40T大鏈或1寸鋼絲繩上起吊支架銷子，銷子對(duì)眼安裝。

3.3 支架就位方法 在工作面切眼安裝6.5米高架及配套設(shè)備空間要求工作面跨度8.5米，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，為保證頂板安全切眼先擴(kuò)7米，在工作面機(jī)頭處先就位3架，支架就位后升起支架接頂支護(hù)頂板；掘進(jìn)區(qū)擴(kuò)幫到8.5米寬9米長(zhǎng)，安裝隊(duì)安裝就位5架支架、溜子；掘進(jìn)區(qū)再擴(kuò)幫到8.5米寬9米長(zhǎng)，每5架一個(gè)正規(guī)循環(huán)，直到工作面安裝完成。

4 結(jié)語(yǔ)

6.5米高架綜采設(shè)備在東龐礦2612工作面安裝試驗(yàn)成功，與其配套的采煤機(jī)、工作面輸送機(jī)在大傾角、大俯角開(kāi)采時(shí)，防倒防滑、切割能力、運(yùn)輸能力均得到解決且運(yùn)轉(zhuǎn)正常，并且支架安裝了電液控制系統(tǒng)，加快了支架的動(dòng)作速度，提高了自動(dòng)化程度，減少了勞動(dòng)量，提高了效率和安全保障功能，現(xiàn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)單面月產(chǎn)原煤30萬(wàn)噸以上，實(shí)現(xiàn)了大采高、大傾角、大俯采、多斷層等復(fù)雜地質(zhì)條件下的安全高產(chǎn)高效開(kāi)采。

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