（急）傾斜綜采工作面液壓支架回撤安全應(yīng)用技術(shù)分析

柏顯玲++彭英豪++卓軍

摘 要：基于綠水洞煤礦（急）傾斜工作面液壓支架安全回撤應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐，重點(diǎn)剖析了（急）傾斜工作面液壓支架回撤工作中各重點(diǎn)工藝環(huán)節(jié)應(yīng)用的安全技術(shù)保障措施，據(jù)此形成成套較完善的（急）傾斜綜采工作面液壓支架回撤安全高效的實(shí)用技術(shù)，為（急）傾斜綜采工作面液壓支架安全回撤提供了一種實(shí)用的技術(shù)思路。

關(guān)鍵詞：急傾斜；綜采工作面；液壓支架；安全回撤

中圖分類號(hào)：TD355.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）12-0173-02

1 引言

傾斜煤層（煤層傾角>25～45°）、急傾斜煤層（煤層傾角>45°）綜合機(jī)械化開(kāi)采分別于1998年[1]、2007年[2]在綠水洞煤礦取得試采成功，截止2017年，實(shí)際應(yīng)用綜采平均最大傾角為3212工作面達(dá)54°，局部煤層最大傾角達(dá)57°。自大傾角綜采實(shí)施以來(lái)，綜采工作面設(shè)備回撤就成為綠水洞煤礦綜采工作的重要組成部分，占設(shè)備主體的液壓支架回撤又為重中之重。液壓支架具有不可解體、笨重、尺寸大、易變形、數(shù)量多、價(jià)值大的綜合特點(diǎn)，因此，綜采工作面設(shè)備的回撤成功與否與液壓支架的安全、高效回撤密不可分。綠水洞煤礦液壓支架的回撤歷經(jīng)二十年的摸索與積累，由最初的回撤通道使用導(dǎo)軌、單回柱絞車牽引方式逐步發(fā)展為目前集實(shí)用性與安全保障能力更強(qiáng)的無(wú)導(dǎo)軌、雙回柱絞車協(xié)同牽引的液壓支架回撤方式，回撤通道擴(kuò)刷工藝也由單一的炮掘升級(jí)為采煤機(jī)擴(kuò)刷與炮掘并舉的技術(shù)工藝等，結(jié)合裝車起吊、轉(zhuǎn)向通道硬化等其他工藝，形成了整套較完善的（急）傾斜綜采工作面液壓支架回撤技術(shù)工藝，提升了（急）傾斜綜采工作面設(shè)備回撤工作的安全和效率。

2 （急）傾斜綜采工作面設(shè)備回撤工藝

綠水洞煤礦傾斜、急傾斜綜采裝備經(jīng)過(guò)多年的優(yōu)化整合，目前綜采工作面主體裝備技術(shù)特征、主體功能已基本趨于相似。表1為（急）傾斜工作面的主要設(shè)備組成。

設(shè)備的主要特點(diǎn)[3]有：（1）四柱支撐掩護(hù)式（急）傾斜液壓支架，具有防倒、防滑、防飛矸功能，工作面排頭5架液壓支架頂梁和底座分別有兩組千斤頂兩兩相連，工作面其余液壓支架用單組液壓缸將頂梁、底座交錯(cuò)連接；同時(shí)，每間隔10架液壓支架安設(shè)可上下左右調(diào)節(jié)的架間擋矸門，采用液壓缸控制，主要用于防擋工作面飛矸；支架底座前后立柱間安裝有傾斜人行梯步。（2）工作面刮板輸送機(jī)電纜槽靠老塘端設(shè)有用兩組液壓千斤頂調(diào)節(jié)高度的架前擋矸門，用于遮擋工作面飛出的煤矸；刮板機(jī)傳動(dòng)裝裝置安裝于機(jī)尾，動(dòng)力電纜來(lái)自風(fēng)巷“三站”。（3）工作面下端頭安裝有橫式液壓支架，由前、中、后三架單獨(dú)的液壓支架組成，前、中架固定連接為整體與后架邁步前進(jìn)，橋轉(zhuǎn)機(jī)尾部安裝在前、中架前底座方拱形內(nèi)，轉(zhuǎn)載工作面刮板輸送機(jī)煤炭，三架后端設(shè)有立體人行通道及安全擋矸板。（4）工作面“三站”設(shè)置在回風(fēng)巷，是工作面采煤機(jī)、輸送機(jī)、乳化泵動(dòng)力源，機(jī)巷電源單獨(dú)設(shè)移動(dòng)變電站，動(dòng)力電纜不經(jīng)過(guò)工作面。另外，采煤機(jī)牽引機(jī)構(gòu)與生產(chǎn)廠家上海天地科技股份公司聯(lián)合單獨(dú)進(jìn)行了部件升級(jí)，以適應(yīng)于急傾斜綜采。

3 安全應(yīng)用技術(shù)分析

3.1 回撤絞車的選用及安裝

如圖1所示，在煤層底板提拉液壓支架的的提升力Fl為：

Fl≥Gsinа+μN(yùn)

式中N=Gcosа，μ=0.12～0.5[4]

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，按表2選擇出主絞車型號(hào)。

副絞車的主要功能是配合主絞車對(duì)液壓支架進(jìn)行調(diào)節(jié)、防倒和斷繩應(yīng)急保護(hù)，起安全絞車的作用，選型主要依據(jù)為大于液壓支架在傾斜底板上的靜張力，即F2≥Gsinа。

回風(fēng)巷轉(zhuǎn)向絞車在牽引的過(guò)程中，液壓支架接近靠攏采煤工作面回撤通道上出口，由于上出口在回撤通道施工過(guò)程中進(jìn)行了硬化和弧形導(dǎo)向鋼軌鋪設(shè)，因而其牽引傾角（≤12°）和底板阻力系數(shù)已大為減少，轉(zhuǎn)向絞車所需牽引力F3可以此或參照實(shí)際傾角計(jì)算。

主、副絞車的安裝基座高度也是液壓支架安全回撤的一個(gè)重要因數(shù)，主絞車?yán)簤褐Ъ艿鬃?，其出繩角應(yīng)避免鋼繩與回撤通道底板相摩擦，即出繩角β必須略大于煤層傾角а。主絞車提升中心線應(yīng)與回撤通道中線基本一致，防止液壓支架在上行過(guò)程中與其它液壓支架或煤幫干涉，主、副絞車基礎(chǔ)實(shí)行整體不間斷澆筑，確?；炷恋恼w凝固性。各提升絞車地腳螺栓深度不得低于0.8m，各絞車底架的前后均需穿圓鋼壓杠，壓杠左右兩側(cè)用穿鞋錨桿壓緊，絞車機(jī)身底座前排打斜撐壓柱（可使用單液壓支柱或Ф160圓木）、底座后排打戧柱。

3.2 液壓支架回撤安全操作工藝及特點(diǎn)

回撤工藝。液壓支架回撤順序是：先撤下順槽2#、1#、3#端頭支架，再?gòu)?#支架開(kāi)始逐架向上回撤工作面液壓支架。每架液壓支架回撤前，先將待撤液壓支架用兜繩繞兩根前立柱底端兜住，用卸扣將其與主絞車鋼繩繩扣連接，液壓支架頂梁合適位置用刮板鏈條與副絞車鋼繩繩扣可靠連接，之后收緊主、副絞車鋼繩，適當(dāng)受力?；爻凡僮髑?，工作面必須停止乳化泵供液，關(guān)閉截止閥，卸掉管路余壓后，撤掉所有液壓連接管路及防倒、防滑液壓缸，工作面回撤作業(yè)指揮人員時(shí)刻保持與主、副絞車操作人員的語(yǔ)音信號(hào)聯(lián)絡(luò)。待發(fā)出回撤液壓支架指令后，工作面作業(yè)人員遠(yuǎn)距離操作略微降下待撤液壓支架立柱300mm左右，并開(kāi)始遠(yuǎn)距離操作單體液壓支柱頂出液壓支架進(jìn)入回撤通道，通過(guò)指揮主、副絞車司機(jī)的收放繩，將液壓支架逐漸擺正；之后，通過(guò)主絞車的牽引，將液壓支架慢慢拉至回撤通道頂部，在此過(guò)程中，副絞車作為防倒及安全絞車同步收緊鋼繩，保持受力狀態(tài)，直至通道頂部。液壓支架到達(dá)頂部后，收緊副絞車，然后取下主絞車鋼繩，換為轉(zhuǎn)向回柱絞車鋼繩與液壓支架兜繩相連接，收緊轉(zhuǎn)向絞車鋼繩并逐步牽引，同時(shí)慢慢松副絞車鋼繩，轉(zhuǎn)向絞車實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向及牽引到裝車位置后，方可取下所有絞車的鋼繩，等待裝車。

裝車工藝。液壓支架裝車采用左右兩端的起吊梁起吊裝車，起吊前，先用液壓操作閥片收攏液壓支架的的所有底調(diào)、側(cè)護(hù)液壓缸，降下立柱至最低位置；底座兩端用合適掛鉤鉤好底座前后兩孔，兩端分別用調(diào)節(jié)好長(zhǎng)度的大鏈條聯(lián)好各掛鉤，兩端鏈條中端分別與起吊缸可靠連接，先試吊看液壓支架起吊是否平穩(wěn)、前后左右高差是否一致，確認(rèn)無(wú)誤后，方可起升，空夠平板車的高度，將平板車推入起吊的液壓支架底盤下，對(duì)齊各連接孔位后，下放液壓支架并于平板車連接緊固后，即完成工作面液壓支架整個(gè)回撤過(guò)程，之后用其他輔助提升運(yùn)輸設(shè)備轉(zhuǎn)至水平運(yùn)輸大巷，用機(jī)車牽引至地面檢修，每列機(jī)車裝車數(shù)不超過(guò)3架，兩兩車輛之間全部用長(zhǎng)硬桿連接，車速不得大于2m/s。

安全要求。（1）每次液壓支架回撤前，必須對(duì)回撤點(diǎn)以上5架支架重新注一次液，保證初撐力及接頂嚴(yán)實(shí)；對(duì)傾角較大的工作面，必要時(shí)用160鏈條配合φ24.5兜繩對(duì)回撤點(diǎn)以上5架支架連成整體，防止垮架、倒架。（2）回撤前，工作面支架嚴(yán)禁供液，單獨(dú)鋪設(shè)一趟管路供回撤點(diǎn)、裝車點(diǎn)使用。（3）工作面回撤液壓支架的操作，人員全部退至被撤支架3架以上位置采用遠(yuǎn)距離閥片操作，用繩索套牢頂出、轉(zhuǎn)向用的單體液壓支柱。（4）回撤液壓支架降柱時(shí)，立柱不能降過(guò)多，不超過(guò)300mm，以能抵出支架為宜，防止突然倒架及破碎頂板突然垮落壓架，擦頂頂出液壓支架。（5）液壓支架拉移前，用鐵絲扎緊各散亂鋼編管、防滑缸。（6）所有進(jìn)入工作面的工作人員必須拴戴好保險(xiǎn)繩。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際情況總結(jié)

根據(jù)近兩年5個(gè)回撤的（急）傾斜綜采工作面統(tǒng)計(jì)，在最大平均傾角54°、最小平均傾角34°、傾斜長(zhǎng)度120～180m的綜采回撤工作面，采用此回撤工藝后，液壓支架的回撤都達(dá)到或超越了預(yù)期目標(biāo)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)與安全效益。回撤下順槽端頭支架，一般是每班完成一架；回撤工作面液壓支架，起初幾架稍顯困難，每班可完成1～2架的回撤，約三天后，每班可完成2～3架的回撤，整個(gè)工作面液壓支架回撤多數(shù)在兩周左右即可完成，整個(gè)（急）傾斜綜采工作面設(shè)備回撤大多可在40天全部完成，與前幾年需2～3個(gè)月完成一個(gè)工作面回撤任務(wù)相比，工效提高約30%，主要是液壓支架回撤工藝的改進(jìn)所致。回撤過(guò)程中，未出現(xiàn)丟架、回撤重大損失及人員重傷及以上事故，實(shí)際應(yīng)用效果較佳。

4 結(jié)語(yǔ)

傾斜、急傾斜煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采都是在綠水洞煤礦率先取得成功的，液壓支架的回撤技術(shù)作為（急）傾斜綜采中的重要組成部分也隨著綠水洞煤礦長(zhǎng)期實(shí)踐而逐步完善，實(shí)現(xiàn)安全高效回撤。伴隨著國(guó)內(nèi)大多數(shù)類似采面礦井來(lái)礦的學(xué)習(xí)，綠水洞煤礦（急）傾斜綜采的回撤技術(shù)也與開(kāi)采技術(shù)、安裝技術(shù)一同被更多礦井學(xué)習(xí)、引入并消化，對(duì)完善（急）傾斜綜采整體應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展與推廣起重要的推動(dòng)作用，為（急）傾斜綜采工作安全高效可持續(xù)開(kāi)采夯實(shí)良好的基礎(chǔ)。

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