綜采工作面機(jī)械化安裝實(shí)踐

李洪彪，楊 睿，焦義偉，張軍周，王繼宇，張 波

目前，我國(guó)綜采工作面安裝多采用絞車，神華、中煤等特大型現(xiàn)代化礦井則采用無(wú)軌膠輪車進(jìn)行安裝。雖然采用無(wú)軌膠輪車進(jìn)行采面安裝省時(shí)省力，安全高效，但是受井下條件所限多數(shù)煤業(yè)集團(tuán)不具備推廣性[1-2]。采用絞車安裝是指在切眼上口和切眼里根據(jù)需要布置一定數(shù)量的絞車，采用生拉硬拽的方式進(jìn)行卸車和支架、運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)等設(shè)備的挪移和安裝，在整個(gè)安裝過(guò)程中還需要大量的人力輔助作業(yè)，安裝時(shí)間長(zhǎng)、所需人員多、程序環(huán)節(jié)多、安全隱患多，這都影響著綜采工作面安全高效安裝[3-5]。為了提高工作面設(shè)備安裝效率，減少安裝環(huán)節(jié)中的安全隱患，平煤股份六礦引進(jìn)了一套綜采工作面機(jī)械化安裝設(shè)備，并在丁56-22240工作面進(jìn)行了安裝實(shí)踐。

1 工作面概況

丁56-22240工作面位于二水平丁二采區(qū)下山，南部為丁56-22220工作面采空區(qū)，北部為丁56-22260工作面采空區(qū)，西部為48號(hào)勘探線，工作面平均采高為3.8 m。工作面頂板為均厚5.5 m的灰色砂質(zhì)泥巖，砂質(zhì)泥巖呈塊狀；基本頂為均厚5.1 m的細(xì)粒砂巖，呈條帶狀；直接底為均厚13.8 m的灰色泥巖，節(jié)理裂隙發(fā)育；基本底為均厚2.2 m的灰白色條帶狀細(xì)粒砂巖。丁56-22240工作面切眼為矩形，設(shè)計(jì)規(guī)格（長(zhǎng)×寬×高）為159 m×7.5 m×3.5 m，平均坡度為11°，切眼支護(hù)方式為“錨網(wǎng)索+順山托棚”聯(lián)合支護(hù)。工作面設(shè)備組裝間布置在距離切眼上口20 m處風(fēng)巷，組裝間規(guī)格（高×寬 × 長(zhǎng) ）4.5 m×5.5 m×20 m。 待 安 裝ZY10000-20/40D型支架90臺(tái)，SZZ900/315型轉(zhuǎn)載機(jī)1部，SGZ900/1050型運(yùn)輸機(jī)1部和MG500/1180-WD型煤機(jī)一臺(tái)。

2 機(jī)械化安裝所用設(shè)備

丁56-22240工作面安裝所涉及到的設(shè)備主要有無(wú)極繩絞車、液壓拆裝設(shè)備、裝車機(jī)構(gòu)、折疊式液壓叉車、液壓變軌吊等。

1）無(wú)極繩絞車：以往風(fēng)巷運(yùn)輸多采用對(duì)拉絞車，對(duì)于大走向工作面而言，運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，需要在風(fēng)巷布置多個(gè)車場(chǎng)安設(shè)絞車來(lái)完成運(yùn)輸作業(yè)，同時(shí)，絞車數(shù)量較多意味著絞車司機(jī)也較多，同時(shí)絞車線路和設(shè)備的維護(hù)作業(yè)較大，若維護(hù)不當(dāng)容易出現(xiàn)安全事故。根據(jù)需要，在風(fēng)巷布置了一部SQ-90/132K型無(wú)極繩絞車，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)巷的長(zhǎng)距離運(yùn)輸。

2）液壓拆裝設(shè)備：丁56-22240工作面回風(fēng)巷設(shè)備組裝間布置一套ZYQ-12×4/3型礦用液壓拆裝設(shè)備，見(jiàn)圖1。該液壓拆裝設(shè)備可分解運(yùn)輸，然后在井下進(jìn)行組裝，組裝后尺寸為：長(zhǎng)4.3 m×寬4.1 m×高4 m、該設(shè)備主要由框架、支撐機(jī)構(gòu)、電機(jī)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)等，該設(shè)備最大起吊高度可達(dá)3.6 m，最大起吊重量可達(dá)48 t。進(jìn)入風(fēng)巷組裝間的設(shè)備可利用ZYQ-12×4/3型礦用液壓拆裝設(shè)備進(jìn)行起吊、拆解和組裝，省時(shí)省力，相比于以往采用手拉葫蘆進(jìn)行設(shè)備拆解或組裝，操作人員由9人減少至4人。

3）折疊式叉車：選用ZAC-50/2100折疊式安裝叉車進(jìn)行切眼設(shè)備的裝卸，該型液壓叉車包括裝車機(jī)構(gòu)和叉車兩部分，見(jiàn)圖2。裝車機(jī)構(gòu)是用以將所需安裝設(shè)備裝載到叉車上的輔助裝卸機(jī)構(gòu)，設(shè)備裝載到叉車后利用上口兩部45 kW絞車控制叉車的上下?tīng)恳?，叉車上的各類液壓千斤頂相互配合完成設(shè)備的搬運(yùn)、調(diào)向、擺放和卸車。

4）液壓變軌吊：采用SYD-10×22型液壓變軌吊，該變軌吊動(dòng)力源為工作面液壓系統(tǒng)，變軌吊可實(shí)現(xiàn)360°全方位起吊設(shè)備，起吊最大載荷5 t，主要用于組裝和拆卸運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等槽體，見(jiàn)圖3。

圖1 ZYQ-12×4/3型液壓拆裝設(shè)備

圖2 ZAC-50/2100折疊式安裝叉車

圖3 SYD-10×22型液壓變軌吊

3 安裝前期準(zhǔn)備工作

1）支架解體與組裝：鑒于ZY10000-20/40型支架尺寸與副井允許裝載尺寸不符，將支架在平地解體為5部分，分別為掩護(hù)梁、底座、立柱、頂梁和四連桿，在井下-440水平組裝間進(jìn)行支架組裝，其中底座、立柱、四連桿和掩護(hù)梁組裝1起裝1車，頂梁?jiǎn)为?dú)裝1車。

2）運(yùn)輸系統(tǒng)的完善：設(shè)備進(jìn)入丁56-22240工作面回風(fēng)巷車場(chǎng)后，利用無(wú)極繩絞車向里運(yùn)輸。由于ZAC-50/2100折疊式安裝叉車所運(yùn)行軌道軌矩為2.1 m，將切眼內(nèi)原0.9 m軌矩的道軌重新鋪設(shè)，為了配合裝車機(jī)構(gòu)順利將設(shè)備裝到折疊式安裝叉車上，將裝車機(jī)構(gòu)固定在風(fēng)巷0.9 m道軌兩側(cè)，這樣風(fēng)巷道軌與切眼內(nèi)道軌呈十字交叉布置，即由風(fēng)巷設(shè)備組裝間而來(lái)的設(shè)備進(jìn)入裝車機(jī)構(gòu)，由裝車機(jī)構(gòu)將設(shè)備裝到折疊式安裝叉車上，然后下放叉車到卸載地點(diǎn)后進(jìn)行卸車。運(yùn)輸系統(tǒng)的布置還包括絞車的布置，在切眼上口布置2臺(tái)28 kW回柱絞車來(lái)控制ZAC-50/2100折疊式安裝叉車的上下?tīng)恳?，在切眼卸載地點(diǎn)布置一臺(tái)13 kW回柱絞車來(lái)輔助卸車和安裝作業(yè)，在組裝間布置2臺(tái)28 kW回柱絞車來(lái)倒車。

3）臨時(shí)液壓系統(tǒng)的完善：風(fēng)巷設(shè)備組裝間外50 m布置一部WRB200/31.5型臨時(shí)乳化泵站來(lái)保證安裝作業(yè)所需的高壓供液。

4 機(jī)械化安裝工藝和實(shí)踐

依據(jù)設(shè)計(jì)，丁56-22240工作面設(shè)備安裝順序?yàn)椋哼\(yùn)輸機(jī)與液壓支架交錯(cuò)安裝，確保運(yùn)輸機(jī)槽子超前支架5～8架，機(jī)巷轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)可與切眼設(shè)備平行安裝。

1）刮板運(yùn)輸機(jī)安裝：首先固定機(jī)頭位置，然后安裝過(guò)渡節(jié)，安裝好過(guò)渡節(jié)后將變軌吊固定在槽子內(nèi)，利用變軌吊起運(yùn)輸機(jī)槽體并確定槽體位置，同時(shí)配合導(dǎo)鏈來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸機(jī)槽體安裝。運(yùn)輸機(jī)槽體安裝過(guò)程中可根據(jù)需要進(jìn)行機(jī)頭傳動(dòng)安裝、穿鏈子等工作。待安裝至機(jī)尾過(guò)渡槽時(shí)，將變軌吊拆除回收。鏈子穿好后利用絞車帶動(dòng)鏈子并進(jìn)行夾刮板作業(yè)。

2）液壓支架安裝：液壓支架在風(fēng)巷設(shè)備組裝間組裝成整架并裝車，利用絞車?yán)裂b車機(jī)構(gòu)，利用裝車機(jī)構(gòu)配合叉車千斤頂裝到叉車上，用鏈子或鋼絲繩進(jìn)行固定后將叉車下放到卸載地點(diǎn)，利用絞車和叉車自移千斤頂進(jìn)行卸車，并進(jìn)行升架和調(diào)架。

3）轉(zhuǎn)載機(jī)安裝：轉(zhuǎn)載機(jī)槽體利用變軌吊配合導(dǎo)鏈安裝，步驟同運(yùn)輸機(jī)槽體安裝類似。

5 影響安裝速度主要因素

在安裝采面設(shè)備的同時(shí)，安排專人負(fù)責(zé)機(jī)巷開(kāi)關(guān)列車、泵站、高壓管路等設(shè)備的完善，確保不影響聯(lián)合試車作業(yè)。丁56-22240工作面自9月2日開(kāi)始安裝，10月1日完成聯(lián)合試車作業(yè)，共計(jì)29天時(shí)間，與以往相比，本次安裝速度并不快，其主要原因：① 丁56-22240工作面是礦井首個(gè)機(jī)械化安裝工作面，前期安裝作業(yè)人員對(duì)設(shè)備不熟悉；② 所用設(shè)備噸位較大，如ZY10000-20/40D型支架重達(dá)36.5 t，組裝、裝卸和調(diào)架較難，給安裝作業(yè)帶來(lái)了一定的不利影響；③ 風(fēng)巷組裝間以里未布置車場(chǎng)，倒車速度慢，影響進(jìn)度；④ 管理粗放，在設(shè)備拆裝期間丟失小件較多，如管子、銷子、彎頭等，導(dǎo)致臨時(shí)準(zhǔn)備備件影響安裝速度；⑤ 本著安全有序安裝的目的，安裝期間同時(shí)完善質(zhì)量達(dá)標(biāo)工作，安裝作業(yè)時(shí)間安排不夠緊湊。

6 結(jié)語(yǔ)

平煤股份六礦丁56-22240綜采工作面機(jī)械化安裝實(shí)踐表明，機(jī)械化安裝相比于普通安裝減少了安裝作業(yè)環(huán)節(jié)和人員數(shù)量，降低了安裝費(fèi)用和職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安裝作業(yè)的安全水平，有利于提高礦井機(jī)械化和智能化水平，是現(xiàn)代化礦井綜采工作面安裝的發(fā)展方向，具有較好的推廣價(jià)值。

〔1〕丁念波.大傾角綜采工作面機(jī)械化安裝技術(shù)實(shí)踐[J].煤炭技術(shù)，2014（4）：93-95.

〔2〕李金兵，李多斌.綜采工作面機(jī)械化快速安裝技術(shù)[J].煤礦機(jī)械，2016，37（8）：139-140.

〔3〕劉新生，韓紹永.“三軟”煤層工作面開(kāi)切巷支護(hù)及安裝新技術(shù)[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2016（3）：86-87

〔4〕琚素英.液壓支架安裝叉車安裝工藝的實(shí)踐應(yīng)用[J].山西焦煤科技，2014（6）：43-45.

〔5〕王占文.綜采工作面機(jī)械化安裝技術(shù)探索[J].能源與節(jié)能，2015（5）：108-109.