大采高液壓支架裝載和卸載裝置研究與應(yīng)用

孟萬(wàn)祥

（陽(yáng)泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司一礦， 山西 陽(yáng)泉 045008）

引言

隨著煤炭開采集約化生產(chǎn)的提高，大采高綜采工藝成為煤礦高效生產(chǎn)的趨勢(shì)，陽(yáng)泉礦區(qū)在陽(yáng)煤一礦8310工作面試驗(yàn)了首個(gè)大采高工作面，平均月產(chǎn)30萬(wàn)t，取得了良好的效果。由于大采高工作面綜采設(shè)備的大功率、大噸位、大型化，造成設(shè)備的安裝拆除困難，費(fèi)時(shí)耗力。為避免綜采設(shè)備頻繁的安裝拆除，該礦在三采區(qū)優(yōu)化布置，根據(jù)銜接實(shí)際，在8310工作面結(jié)束后，綜采設(shè)備不上井，直接安裝到下一個(gè)8303工作面。由于在安裝期間液壓支架不是整體下井，是被解體成5個(gè)部分下井后再次組裝，因此，為確保8303工作面高效生產(chǎn)，經(jīng)研究決定對(duì)液壓支架進(jìn)行整體拆除，再運(yùn)輸至新工作面，實(shí)現(xiàn)整體安裝。根據(jù)多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，該礦成功研制了高效的裝載和卸載裝置，實(shí)現(xiàn)了工作面液壓支架的高效搬遷。

1 工作面簡(jiǎn)介

8310工作面地表位于石家山以東，彎進(jìn)咀以南，北山梁以西，李家梁以北的山梁溝谷地帶。井下本工作面位于南條帶三采區(qū)東南部，東部為二采區(qū)采區(qū)邊界，南部為西大巷保護(hù)煤柱，西部為本采區(qū)采區(qū)大巷，北部為S8308回采工作面（未掘進(jìn)）。對(duì)應(yīng)上方為三礦3號(hào)煤72106回采工作面（已回采）、72108回采工作面（已回采）、72110回采工作面（已回采）。

8303工作面地表位于南坪梁以東，刺薊堰以南，三畝坡以西，窩窩咀以北的山梁溝谷地帶。本工作面位于南條帶三采區(qū)西北部，東部為本采區(qū)采區(qū)大巷，南部為S8304回采工作面（未掘進(jìn)），西部為南北翼瓦斯聯(lián)絡(luò)巷，北部為S8301回采工作面（已回采）。對(duì)應(yīng)上方為3號(hào)煤7103、7105回采工作面（已回采）。工作面傾斜長(zhǎng)1 114 m，采長(zhǎng)219 m。

2 裝卸裝置研制的必要性

大采高液壓支架裝載、卸載裝置對(duì)8310工作面50 t支架的拆除、運(yùn)輸、安裝起到了至關(guān)重要的作用。按照常規(guī)拆架方法，對(duì)于50 t的支架，應(yīng)拆解后逐件運(yùn)到8303工作面，利用該裝置組裝完畢調(diào)試好才可使用。在工作面進(jìn)行支架的拆解與組裝不僅工程難度大，而且浪費(fèi)時(shí)間，影響工作面的安裝進(jìn)度，且有一定的安全隱患。

而大采高支架裝載、卸載裝置在支架拆除，運(yùn)輸，安裝過(guò)程中的作用是可以將50 t的支架裝運(yùn)到下架板車上，減少支架的拆解時(shí)間與吊裝作業(yè)，減小工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 支架裝載、卸載裝置結(jié)構(gòu)及其計(jì)算

3.1 動(dòng)力機(jī)構(gòu)

動(dòng)力機(jī)構(gòu)選用JH-30回柱絞車，電機(jī)功率45 kW，最大牽引力300 kN，選用直徑30 mm鋼絲繩牽引支架，鋼絲繩最大破斷力為500 kN，符合安全標(biāo)準(zhǔn)要求，動(dòng)力機(jī)構(gòu)的主要作用是將46 t支架通過(guò)支架裝載、卸載裝置安全的牽引到100 t下架板車上。

引力計(jì)算公式為：

式中：M為最大牽引質(zhì)量，取46 000 kg；M0為100 t上、下架板車質(zhì)量，取10 000 kg；β為上、下架最大坡度，取8°；μ為鋼絲繩阻力系數(shù)，取0.25；q為單位長(zhǎng)度鋼絲繩的重量，取2.43 kg/m；L為運(yùn)輸距離,取150 m；g為重力加速度，取9.8 N/kg。

將數(shù)值代入公式得：F=187 315 N≈187 kN＜300 kN，滿足安全標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要作用是通過(guò)JH-30回柱絞車的牽引將支架從工作面地表運(yùn)輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)上，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)架運(yùn)輸?shù)?00 t下架板車上，起到運(yùn)輸通道的作用。原計(jì)劃在執(zhí)行機(jī)架上涂抹上固體潤(rùn)滑劑可減少10倍的摩擦系數(shù)，由于動(dòng)力機(jī)構(gòu)拉力滿足運(yùn)輸要求所以暫不考慮加固體潤(rùn)滑劑。

3.3 運(yùn)輸機(jī)構(gòu)

運(yùn)輸機(jī)構(gòu)由下架板車與運(yùn)輸系統(tǒng)組成，主要作用是通過(guò)運(yùn)輸系統(tǒng)與大巷軌道連接，將100 t下架板車運(yùn)輸?shù)酱笙镘壍郎?，由電機(jī)車將支架整體運(yùn)輸?shù)剿璋惭b工作面。

4 支架裝載卸載裝置應(yīng)用效果

8310大采高支架裝載、卸載裝置可以減少支架拆解、安裝時(shí)間，為工作面的安裝節(jié)省了大量的時(shí)間，130架支架拆解和組裝15 d計(jì)算（不算運(yùn)輸時(shí)間）工作面每天出煤1.2萬(wàn)t計(jì)算，該裝置為該礦節(jié)省15 d時(shí)間，可多出18萬(wàn)t煤，價(jià)值7 200萬(wàn)元，因此該裝置使用具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

該礦的大采高支架裝載、卸載裝置不但可以安全、快速、有效的將支架運(yùn)到下架板車上，還可以快速有效的將支架從下架板車上安全的卸到指定位置，不但加快了工作面的安裝進(jìn)度，還減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了不安全因素，降低了事故率。綜上所述，拆架裝置可以高效安全的實(shí)現(xiàn)50 t以上大噸位支架的拆除、運(yùn)輸和安裝，具有很大的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。

5 支架裝載卸載裝置改進(jìn)情況

1）重型板車共有8個(gè)車輪，由于前后4個(gè)輪沒(méi)有輪廓，在支架運(yùn)輸過(guò)程中在巷道變坡點(diǎn)處（尤其是坡底變坡點(diǎn)），常常架空中部4個(gè)車輪容易發(fā)生落道現(xiàn)象，后將其前后4個(gè)無(wú)輪廓的車輪拆除，有效避免了落道現(xiàn)象。

2）該礦自己設(shè)計(jì)的裝架平臺(tái)，由于前期沒(méi)有考慮到板車兩邊的橫梁，裝車時(shí)板車兩邊的橫梁與平臺(tái)坑中的橫梁卡住，使重型板車不能牽引到位，后組織人員對(duì)裝車坑中的平臺(tái)橫梁進(jìn)行切割后解決了此問(wèn)題。

6 結(jié)語(yǔ)

陽(yáng)煤一礦通過(guò)成功研制大采高液壓支架裝載、卸載裝置，實(shí)現(xiàn)了大采高液壓支架的整體裝載、運(yùn)輸和卸載，避免了原工藝下液壓支架需要拆卸解體后才能運(yùn)輸?shù)谋锥?，也解決了再次安裝時(shí)耗時(shí)耗力的弊端，實(shí)現(xiàn)了安裝效率的極大提升，也大大減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了安全事故率，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。