三角區(qū)掩護(hù)支架組技術(shù)應(yīng)用與研究

摘要：本文首先探討了支架回撤支護(hù)工藝，其次分析了三角區(qū)掩護(hù)支架組設(shè)計(jì)與應(yīng)用，最后總結(jié)了三角區(qū)掩護(hù)支架組的優(yōu)勢及應(yīng)用注意事項(xiàng)。為三角區(qū)掩護(hù)支架組的應(yīng)用提供了參考。

關(guān)鍵詞：液壓支架回撤;三角區(qū)掩護(hù)支架組;無木料支護(hù)

中圖分類號：TD355 ???文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）02-0000-00

0 引言

在輔巷多通道工藝回撤液壓支架時，根據(jù)不同的采高和貫通條件，掩護(hù)支架最多布置四至六臺，當(dāng)前木料支護(hù)較以前大大減少，但三角區(qū)維護(hù)仍需大量木料。在三角區(qū)進(jìn)行木料支護(hù)存在安全系數(shù)低、人工投入多、勞動強(qiáng)度高等缺點(diǎn)，因此其已不能適應(yīng)現(xiàn)代礦井安全發(fā)展的需要。通過對三角區(qū)掩護(hù)支架組的研發(fā)，有效解決了末端掩護(hù)支架拉移和待撤支架與掩護(hù)支架之間三角區(qū)支護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)問題，極大的縮小了三角區(qū)面積，使支架的支護(hù)強(qiáng)度更高、更安全可靠，同時在正常回撤支架期間，實(shí)現(xiàn)了無木料的支護(hù)。

1 支架回撤支護(hù)工藝

支架回撤是綜采工作面搬家倒面中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是決定搬家倒面速度及效益最重要的因素。隨著煤礦開采技術(shù)水平的提高，現(xiàn)有支架回撤支護(hù)工藝已不能滿足安全高效、降本增效的需求。神東礦區(qū)應(yīng)用的多通道多輔巷支架回撤技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)平行作業(yè)，達(dá)到相對快速回撤的目的，但三角區(qū)的支護(hù)一直是回撤支架的一個難點(diǎn)，一般綜采工作面液壓支架回撤時，采用木料支護(hù)，支護(hù)的高度越高、頂板壓力越大消耗的木料越多。隨著頂板的垮落，支護(hù)材料無法實(shí)現(xiàn)回收，造成大量木料的浪費(fèi)。此外，木料支護(hù)強(qiáng)度小、空頂面積大，給安全生產(chǎn)帶來了很多不穩(wěn)定因素。

在原有輔巷多通道支架回撤工藝中，三角區(qū)支護(hù)主要依靠木料支護(hù)，經(jīng)過十多年的發(fā)展，掩護(hù)支架數(shù)量已經(jīng)發(fā)展到五臺，支護(hù)強(qiáng)度有所增加，木料使用大大減少。新輔巷多通道支架回撤工藝是通過布置專用三角區(qū)掩護(hù)支架組和主副掩護(hù)支架或三掩護(hù)相互配合的一種新型支架回撤工藝。與原有支架回撤工藝相比，其本質(zhì)區(qū)別是：用末端掩護(hù)支架代替木料支護(hù)，支護(hù)強(qiáng)度更高;三角區(qū)掩護(hù)支架組通過邁步橫梁實(shí)現(xiàn)自移，能夠有效的提高三角區(qū)回撤作業(yè)人員的安全系數(shù)，保障作業(yè)人員的操作安全。同時，節(jié)省大量材料，避免造成資源浪費(fèi)，還能夠?qū)崿F(xiàn)快速安全回撤液壓支架的目的。

2 三角區(qū)掩護(hù)支架組設(shè)計(jì)與應(yīng)用

2.1 三角區(qū)掩護(hù)支架概況

三角區(qū)支架組包括ZY12000/18/35D型支架2架，ZY12000/16.5/30D型支架1架，支架組在回撤端頭布置時ZY12000/16.5/30D型支架布置于回撤端頭靠近三角區(qū)一側(cè)，其余兩架與其并排布置，與待撤支架垂直布置且位于待撤支架內(nèi)部，三角區(qū)掩護(hù)支架組布置方式如圖所示，主掩護(hù)稱之為1#掩護(hù)支架，副掩護(hù)支架稱之為2#掩護(hù)支架，依次排列為3#、4#、5#掩護(hù)支架。ZY12000/16.5/30D型支架頂梁兩側(cè)分別設(shè)置固定和伸縮側(cè)護(hù)板，并可實(shí)現(xiàn)左右互換。支架組安裝時，根據(jù)左、右工作面回撤布置要求，調(diào)整側(cè)護(hù)板位置，將活動側(cè)護(hù)板布置在靠近三角區(qū)一側(cè)。如圖1所示：

2.2 三角區(qū)掩護(hù)支架組的穩(wěn)放

穩(wěn)放掩護(hù)支架需絞車和蓄電池支架搬運(yùn)車配合作業(yè)，穩(wěn)放掩護(hù)之前將影響行車的垛式支架撤出，注意不能撤出過多，以防止出現(xiàn)頂板空頂過大情況。1#、2#掩護(hù)支架穩(wěn)放與傳統(tǒng)的穩(wěn)放掩護(hù)方式相同，回撤工作面支架5至6臺后，開始穩(wěn)放3#、4#、5#掩護(hù)支架。

貫通條件較好，無特殊狀況，為加快回撤速度、合理利用空間，一般選取中部聯(lián)巷作為開口位置。穩(wěn)放掩護(hù)支架之前，首先將一側(cè)掩護(hù)支架位置的垛式支架回撤，不能將兩側(cè)的垛式支架同時撤出，采用一邊回撤一邊穩(wěn)放的方式，減小空頂面積;利用蓄電池式支架搬運(yùn)車，從就近的聯(lián)巷分別運(yùn)輸主、輔掩護(hù)支架到回撤通道內(nèi)做兩側(cè)的掩護(hù)支架;借助絞車和蓄電池支架搬運(yùn)車調(diào)整主、輔掩護(hù)支架位置，為穩(wěn)放3#、4#、5#掩護(hù)支架，預(yù)留出對應(yīng)回撤支架空間。

從開口聯(lián)巷依次撤出3至4臺支架撤，留出穩(wěn)放3#、4#、5#掩護(hù)支架位置，遇到頂板壓力大，三角區(qū)網(wǎng)包大，回撤支架困難時可增加動滑輪數(shù)量，并加強(qiáng)支護(hù)，提高支護(hù)高度;用相鄰聯(lián)巷絞車?yán)坪?#、2#掩護(hù)支架的自爬，從相鄰聯(lián)巷進(jìn)車，用蓄電池支架搬運(yùn)車搬運(yùn)3#掩護(hù)支架至安設(shè)位置，調(diào)整掩護(hù)支架;用同樣的方法依次將5#支架放到位，最后穩(wěn)放4#掩護(hù)支架;調(diào)整3#、4#、5#掩護(hù)支架位置，將3臺支架對齊;掩護(hù)支架穩(wěn)放完畢后，安裝三角區(qū)掩護(hù)支架組的邁步橫梁。與傳統(tǒng)的四掩護(hù)相比，增加的第五臺掩護(hù)支架更靠近三角區(qū)，5#掩護(hù)支架越靠近三角區(qū)，控頂面積越大，安全系數(shù)越高。

2.3 三角區(qū)掩護(hù)支架組的位置

三角區(qū)掩護(hù)支架組布置好后，利用4#掩護(hù)支架控制掩護(hù)支架組的位置，4#掩護(hù)支架的推移桿應(yīng)與待撤支架的船頭線相齊，保證5#掩護(hù)支架的支護(hù)范圍不低于待撤支架尾梁的1/2。掩護(hù)支架越靠近三角區(qū)，一方面越利于待撤支架的回撤;另一方面，使得5#掩護(hù)支架的拉移變得比較困難，因此合理的掩護(hù)支架的位置十分重要。

2.4 三角區(qū)掩護(hù)支架組的自移

三角區(qū)掩護(hù)支架組越靠近三角區(qū)，發(fā)揮的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益愈明顯，同時越靠近三角區(qū)拉移掩護(hù)支架的難度越大。傳統(tǒng)四掩護(hù)支架回撤工藝中，四臺掩護(hù)支架可以通過絞車和導(dǎo)向滑輪來拉移，布置5#掩護(hù)支架后利用絞車?yán)埔巡荒軐?shí)現(xiàn)。

通過設(shè)計(jì)邁步橫梁實(shí)現(xiàn)支架自移，設(shè)計(jì)原理是通過兩臺支架為支點(diǎn)固定邁步橫梁，第三臺支架以邁步橫梁為支點(diǎn)，利用自身的推移桿實(shí)現(xiàn)支架自移。推出邁步橫梁前，應(yīng)及時處理邁步橫梁前部地面浮煤、雜物;設(shè)定成組功能，觸發(fā)相應(yīng)功能按鍵實(shí)現(xiàn)支架組同步推邁步橫梁;邁步橫梁推出后，若需小幅調(diào)整邁步橫梁位置，可通過單架操作進(jìn)行調(diào)整。支架組同步推邁步橫梁時，應(yīng)使用遙控器進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，確保安全和效率。邁步橫梁推移到位后，開始拉移三角區(qū)掩護(hù)支架組。操作支架時，保證支架的本架進(jìn)液截止閥處于打開狀態(tài)，電液控制系統(tǒng)處于正常狀態(tài)，急停后及時復(fù)位;觀察架間有無膠管、電纜擠壓等情況，避免移架過程中對膠管、電纜等造成損壞;移架過程應(yīng)采用鄰架控制或遙控器遠(yuǎn)程控制;移架時應(yīng)先移中間支架，待中間架拉移到位，支架接頂后，應(yīng)及時調(diào)整平衡千斤頂，使支架達(dá)到最佳支撐效果。升緊后，依次拉移5#、3#掩護(hù)支架。拉移任一臺掩護(hù)支架時，可通過支架底座兩側(cè)調(diào)架橫梁調(diào)整支架位置，防止支架在拉移過程中出現(xiàn)刮卡現(xiàn)象。靠近三角區(qū)側(cè)支架移架前，若頂網(wǎng)狀況不好，可支設(shè)木料進(jìn)行預(yù)先支護(hù)，再進(jìn)行移架操作。

三角區(qū)掩護(hù)支架組拉移順序十分重要，如果首先拉移5#掩護(hù)支架，拉移過程中受三角區(qū)水平方向力的作用，5#掩護(hù)支架易向外側(cè)偏移，極易與4#掩護(hù)支架發(fā)生咬架，處理起來難度很大，因此選擇首先拉移4#掩護(hù)支架，4#掩護(hù)支架拉移在前，能夠限制5#掩護(hù)支架位置。

3 三角區(qū)掩護(hù)支架組優(yōu)勢

輔巷多通道支架回撤工藝中，回撤支架的方式有兩種，抽芯式和順序式。早期支架回撤工藝中，在貫通質(zhì)量良好，掛網(wǎng)比較完整、壓力較小情況下，一般選擇抽芯方式回撤支架，支架撤出后需要在原位支設(shè)木料，然后回撤邊架并進(jìn)行木料支護(hù)，最后拉移掩護(hù)支架，跨距為兩臺支架中心距。抽芯方式回撤支架木料支護(hù)多，掩護(hù)支架拉移跨距大，基于上述兩點(diǎn)選擇順序回撤支架方式，配合新輔巷多通道回撤工藝，正常支架回撤期間可實(shí)現(xiàn)無木料支護(hù)。

（1）在三角區(qū)原木料支護(hù)的位置增加一臺掩護(hù)支架，增加了三角區(qū)支護(hù)范圍，有效的控制了三角區(qū)，提高了支護(hù)強(qiáng)度及安全系數(shù)，同時更有利于支架的撤出，正常支架回撤期間，實(shí)現(xiàn)了無木料支護(hù)。（2）首次使用邁步橫梁，實(shí)現(xiàn)三角區(qū)掩護(hù)支架組自行拉移，解決了末端掩護(hù)支架的拉移問題。（3）利用順序回撤支架的方式，將掩護(hù)支架拉移的距離由兩臺支架中心距減少為一臺支架中心距，跨距減少一半，使掩護(hù)支架的拉移更安全、方便，同時能夠更好的控制掩護(hù)支架前方的網(wǎng)包，大大降低了漏矸、撕網(wǎng)的狀況。（4）三角區(qū)掩護(hù)支架組更靠近三角區(qū)，更容易控制三角區(qū)，同時給拉移掩護(hù)支架創(chuàng)造有利條件。使用傳統(tǒng)布置的掩護(hù)回撤支架時，只有一臺掩護(hù)支架在末采時所掛的網(wǎng)片（稱之新網(wǎng)）之下，4#掩護(hù)支架降架、拉移、升起這一循環(huán)過程中，末端掩護(hù)支架上部的頂板僅依靠壓網(wǎng)錨索和網(wǎng)片支撐，目前設(shè)計(jì)的壓網(wǎng)錨索跨度較大，加之采高越大，支架頂板壓力大，遇頂板破碎，因此很容易發(fā)生撕網(wǎng)、漏矸，末端掩護(hù)支架拉移困難等情況。使用三角區(qū)掩護(hù)支架組后，三臺掩護(hù)支架同時位于新網(wǎng)之下，可形成交叉保護(hù)，末端掩護(hù)支架的拉移更為安全、快速。（5）貫通后，三角區(qū)掩護(hù)支架組布置的位置一般都有一定的臺階，掩護(hù)拉移過程中支架總會出現(xiàn)左右移位，容易引起刮卡、咬架等情況，因此處理起來難度很大。以前采用在支架底座兩側(cè)和前后分別設(shè)計(jì)一個側(cè)推油缸，使用起來效果不是很理想。本次設(shè)計(jì)成調(diào)架橫梁，在拉移掩護(hù)過程中可通過調(diào)架橫梁調(diào)整支架位置，因此其應(yīng)用范圍邊大，效果良好。

4 三角區(qū)掩護(hù)支架組應(yīng)用注意事項(xiàng)

（1）工作面貫通后，由安裝的壓網(wǎng)錨索、托盤、鋼帶和鎖具要符合要求。網(wǎng)片預(yù)留的長度不低于0.5m，壓網(wǎng)處長余的網(wǎng)片可折疊壓實(shí)，保證錨索壓網(wǎng)強(qiáng)度，減少撕網(wǎng)概率。（2）綜采工作面貫通后，保證支架達(dá)到初撐力，拉架時不能擠壓預(yù)設(shè)的壓網(wǎng)錨索，留出安裝托盤和鋼帶的空間，嚴(yán)禁擠壓錨索，避免造成支架拉移寬度過大等情況，給后期回撤造成困難。（3）重視工作面液壓支架的維護(hù)要，對采煤過程中支架出現(xiàn)的問題要及時標(biāo)注處理，不能處理的要掛好警示牌，支架在回撤過程中定期檢查支架是否有自卸現(xiàn)象，鑒于一般支架回撤前，支架的電液控制系統(tǒng)已經(jīng)拆解，自動補(bǔ)壓已經(jīng)失效，發(fā)現(xiàn)支架自卸后及時處理，保證支架對頂板的有效支撐。（4）三角區(qū)支架組使用的重要條件是貫通質(zhì)量較好，底板比較平坦，自移邁步橫梁才能正常安裝到位，當(dāng)坡度大時，橫梁的連接受到限制，邁步橫梁的強(qiáng)度不能保證。（5）掩護(hù)支架組合和掩護(hù)支架聯(lián)合供液時，要保證支架供液流量達(dá)到要求，避免掩護(hù)支架拉移時支架動作太慢，造成支架拉移困難。（6）三角區(qū)支架組的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)支架回撤過程中無木料支護(hù)，在實(shí)際應(yīng)用過程中如果出現(xiàn)掩護(hù)支架拉移困難，頂板壓力大等狀況，及時在三角區(qū)進(jìn)行支護(hù)，保證支架的正常回撤。（7）每班開工前，嚴(yán)格執(zhí)行“準(zhǔn)入制”，必須由安檢員及跟班副隊(duì)長認(rèn)真檢查頂板和設(shè)備的完好狀況，發(fā)現(xiàn)問題先處理再施工，并做好記錄。（8）撤架過程中，遇到網(wǎng)包撕裂漏矸時，必須及時支設(shè)連鎖木垛。（9）聯(lián)巷口空頂面積較大，支架回撤過聯(lián)巷前必須在聯(lián)巷口支設(shè)木垛，確保支護(hù)強(qiáng)度。

5 三角區(qū)掩護(hù)支架組的應(yīng)用效果

經(jīng)濟(jì)效益方面，以往綜采工作面貫通質(zhì)量較好時，采高在3.5m及以上支架回撤一般采用四臺掩護(hù)支架回撤工藝，使用三角區(qū)掩護(hù)支架組順序回撤支架工藝在正?；爻菲陂g實(shí)現(xiàn)無木料支護(hù)，木料消耗大大降低。以回撤5m采高支架為例，使用四掩護(hù)順序回撤支架，每臺支架撤出后在三角區(qū)位置支設(shè)一個單木垛和兩根圓木，平均支護(hù)高度為3m，每臺支架消耗150*150*1200型道木40根，按每根道木73.49元計(jì)算，消耗道木2940元/臺;6m圓木一根，按1772元/m計(jì)算，消耗圓木555元/臺;木料消耗累計(jì)3495元/臺。按照新輔巷多通道支架回撤工藝，正常條件下，支架回撤期間可實(shí)現(xiàn)無木料支護(hù)。300m工作面布置176臺5m液壓支架，可節(jié)省木料61.5萬元，經(jīng)濟(jì)效果十分可觀。

安全保障方面，采用四或五掩護(hù)回撤支架時，三角區(qū)維護(hù)主要依靠木料支護(hù)，受限于支架調(diào)向空間需要，木料支護(hù)弊端顯現(xiàn)比較明顯，遇頂板破碎、壓力大時，經(jīng)常出現(xiàn)末端掩護(hù)支架前出現(xiàn)很大的網(wǎng)包，使拉移掩護(hù)比較困難，有時出現(xiàn)撕網(wǎng)漏矸情況，作業(yè)人員的安全無法保證;采用新輔巷多通道支架回撤工藝后，原木料支護(hù)的位置由一臺掩護(hù)支架代替，控頂面積增大，支護(hù)強(qiáng)度提高，三角區(qū)維護(hù)顯得更為容易，不會發(fā)生撕網(wǎng)漏矸等安全事故，安全系數(shù)大大提高。

6 結(jié)語

“去產(chǎn)能”是當(dāng)今煤炭市場的主題，如何在產(chǎn)能過剩的煤炭領(lǐng)域逆流而上是一個企業(yè)生存的關(guān)鍵。隨著礦井的高產(chǎn)高效和機(jī)械化、自動化水平的不斷提升，礦井對設(shè)備搬家倒面的要求不斷提高，安全、快速、低耗成為企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的關(guān)鍵，邁步式三角區(qū)掩護(hù)支架組的應(yīng)用很好的解決了這些問題。邁步式三角區(qū)掩護(hù)支架組最突出的優(yōu)勢是用掩護(hù)支架代替木垛支護(hù)，支護(hù)的強(qiáng)度更高，更容易控制頂板，利用邁步橫梁實(shí)現(xiàn)掩護(hù)支架的自移，避免了利用絞車?yán)七^程中造成飛滑、斷繩等重大安全隱患，應(yīng)用前景十分廣闊。成本控制以及預(yù)算方面均取得了良好的收益，從而能更好的適應(yīng)與當(dāng)前企業(yè)的發(fā)展要求，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，在今后的實(shí)踐中，要進(jìn)一步采取科學(xué)的技術(shù)、先進(jìn)的工藝，適應(yīng)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 周凱.邁步自移式三角區(qū)掩護(hù)支架組的研制與應(yīng)用[J].山西科技，2016（4）：80-82.

收稿日期：2019-05-12

作者簡介：劉孔林（1979—），男，甘肅蘭州人，本科，工程師，研究方向：綜采工作面安裝回撤技術(shù)管理。

Research and Application of Shield Support Group Technology in Triangle Area

LIU Konglin

（National Energy Group Shendong Coal Group Co.， Ltd Production Service Center ， Erdos Inner Mongolia 017209）

Abstract： This paper discusses the technology of support withdrawal， analyzes the design and application of shield support group in triangle area， studies the advantages of shield support group in triangle area， and points for attention in application.

Keywords：?hydraulic support withdrawal; triangle area shield support group; no timber support