急傾斜綜采工作面液壓支架回撤簡(jiǎn)易裝車(chē)平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

簡(jiǎn)學(xué)才 劉建 周忠國(guó) 周峧洋 張孟軍

摘 要：隨著急傾斜煤層綜采技術(shù)的推廣和應(yīng)用，急傾斜煤層綜采液壓支架由幾噸發(fā)展改進(jìn)到20多t，液壓支架回撤裝車(chē)采用傳統(tǒng)的起吊裝車(chē)安全威脅較大同時(shí)效率低，為滿足急傾斜煤層綜采液壓支架回撤裝車(chē)安全及提高裝車(chē)工效要求，總結(jié)形成了一套利用簡(jiǎn)易混凝土裝車(chē)平臺(tái)裝車(chē)的工作經(jīng)驗(yàn)和方法。

關(guān)鍵詞：急傾斜;綜采;液壓支架;裝車(chē)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD355 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）12-0163-02

0引言

綠水洞煤礦位于華鎣山山脈中段，礦井于1981年建成投產(chǎn)，由于復(fù)式背斜及向斜影響其煤層呈“M”型，為單一煤層。受構(gòu)造影響隨著水平向下延深，煤層傾角越來(lái)越大，局部甚至發(fā)生倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，由于傾角增大，頂板管理難度和飛矸威脅增大，若繼續(xù)采用高檔普采等方法已經(jīng)不能滿足安全開(kāi)采的需求，在20世紀(jì)90年代，綠水洞煤礦開(kāi)始探索大傾角、急傾斜煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采，隨著綜采設(shè)備發(fā)展和對(duì)各種功能的需求，設(shè)備朝著“大”和“強(qiáng)”的方向發(fā)展，特別是液壓支架重量由原來(lái)的5t發(fā)展到22t，尺寸也隨著支撐力和防飛矸等特殊要求而增加。由于液壓支架重量和尺寸的增加，如果在回撤裝車(chē)中繼續(xù)采用傳統(tǒng)吊裝模式，安全風(fēng)險(xiǎn)大，同時(shí)受急傾斜煤層巷道異形斷面操作空間狹小等因素影響裝車(chē)效率及回撤進(jìn)度，如何既安全又快速裝車(chē)成為礦井急需解決的問(wèn)題[1-7]。

1急傾斜煤層綜采工作面回撤工藝及傳統(tǒng)裝車(chē)方式

綠水洞煤礦急傾斜煤層綜采工作面設(shè)備回撤，采用在風(fēng)巷正對(duì)回撤通道施工回撤硐室、安設(shè)雙速絞車(chē)直接提升設(shè)備至風(fēng)巷上出口，然后通過(guò)風(fēng)巷內(nèi)的轉(zhuǎn)向絞車(chē)運(yùn)至起吊裝車(chē)處，通過(guò)起吊方式進(jìn)行裝車(chē)，然后通過(guò)蓄電機(jī)車(chē)直接運(yùn)輸至地面。急傾斜煤層綜采工作面設(shè)備回撤布置見(jiàn)圖1。

傳統(tǒng)裝車(chē)方式采用起吊裝置裝車(chē)，起吊裝置采用2根并排的11#礦工鋼加工而成鋼梁，并鉆孔安設(shè)銷(xiāo)子安設(shè)液壓缸，礦工鋼采用錨索固定在頂板上形成起吊裝置，起吊裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，通過(guò)遠(yuǎn)程操作閥片進(jìn)行液壓支架起吊裝車(chē)，通過(guò)延伸至起吊裝置處的軌道，將液壓支架起吊至平板車(chē)高度后進(jìn)行裝車(chē)作業(yè)。

隨著綜采設(shè)備更新，傳統(tǒng)起吊方式的缺點(diǎn)越來(lái)越凸顯。首先由于液壓支架重量增加，對(duì)起吊裝置牢固程度和起吊安全的要求較高，若達(dá)不到要求，在起吊過(guò)程起吊梁突然掉落或頂板破壞等極端情況下，所造成的安全威脅較大，其次因?yàn)榧眱A斜煤層巷道為異形斷面，矮幫側(cè)高度一般為1.8m，而起吊高度一般最低需要2.5m，故巷道需要將原三角煤取掉一部分，然后采用錨網(wǎng)支護(hù)，再施工起吊錨索，必須保證頂板完整，否則施工錨索的錨固力就不能達(dá)到要求，進(jìn)而無(wú)法起吊，如果頂板較破碎則不能施工起吊裝置，必須避開(kāi)，需要提前進(jìn)行停采，導(dǎo)致回采煤量減少，傳統(tǒng)起吊方式適應(yīng)性較差。

2簡(jiǎn)易裝車(chē)平臺(tái)設(shè)計(jì)

在近水平煤層，回撤液壓支架通過(guò)使用一個(gè)簡(jiǎn)易的帶斜坡金屬裝車(chē)平臺(tái)，既能提高效率，又能進(jìn)行復(fù)用，成本非常低。但急傾斜煤層綜采工作面風(fēng)巷因煤層傾角原因，受巷道斷面高度影響，必須從上出口至裝車(chē)段全部臥底，臥底量非常大，同時(shí)必須采用混凝土澆筑。金屬裝車(chē)平臺(tái)的傾角也不能太大，否則液壓支架上平臺(tái)時(shí)其探梁會(huì)掛巷道支護(hù)的梁子，破壞巷道支護(hù)，同時(shí)因巷道底板為煤炭，平臺(tái)固定的難度非常大，使用起來(lái)安全性得不到保證，如平臺(tái)移動(dòng)可能造成無(wú)法上車(chē)反而發(fā)生液壓支架傾倒。結(jié)合急傾斜煤層實(shí)際情況，采用一種簡(jiǎn)易的混凝土平臺(tái)方式裝車(chē)，采用該裝車(chē)平臺(tái)通過(guò)轉(zhuǎn)向絞車(chē)直接將液壓支架運(yùn)至平板車(chē)直接上車(chē)，然后直接運(yùn)輸，既能很好滿足急傾斜煤層和巷道實(shí)際情況，又不用起吊，安全性和工效得到提高。

簡(jiǎn)易裝車(chē)平臺(tái)采用臥底的方式，在風(fēng)巷澆筑平面以下直接臥底，平板車(chē)整體低于風(fēng)巷澆筑平面50mm，臥底深度650mm，長(zhǎng)度略大于一個(gè)平板車(chē)長(zhǎng)度，然后通過(guò)一個(gè)小斜坡就能回到風(fēng)巷原底板高程，最后直接裝車(chē)運(yùn)輸。

為了保證液壓支架從上車(chē)口運(yùn)至裝車(chē)位置能夠直接裝車(chē)，需要在裝車(chē)位置前方采用11#礦工鋼加工限位塊，一起澆筑在混凝土中，使轉(zhuǎn)向絞車(chē)在拉液壓支架時(shí)能按指定線路移動(dòng)，以此保證液壓支架裝車(chē)形態(tài)。限位塊為喇叭形狀，前方開(kāi)口大后方小，主要是限制液壓支架移動(dòng)線路，限位塊之間距離根據(jù)液壓支架規(guī)格進(jìn)行確定，一般1.5m寬的液壓支架限位塊間距為1.7m，1.75m寬的液壓支架限位塊間距為1.9m。

為了避免液壓支架上車(chē)時(shí)平板車(chē)上翹和移動(dòng)，在平板車(chē)位置前端下方澆筑一個(gè)支撐平臺(tái)，保證液壓支架裝車(chē)時(shí)平板車(chē)不上翹，同時(shí)在尾部增設(shè)防撞樁，不讓液壓支架前后移動(dòng)。簡(jiǎn)易裝車(chē)平臺(tái)平面布置見(jiàn)圖3，簡(jiǎn)易裝車(chē)平臺(tái)剖面見(jiàn)圖4。

3簡(jiǎn)易裝車(chē)平臺(tái)應(yīng)用效果

通過(guò)在礦井3134、3212、3221等綜采工作面的回撤，與以前工作面回撤采用傳統(tǒng)裝車(chē)方式進(jìn)行比較，采用傳統(tǒng)起吊方式裝車(chē)回撤，一個(gè)工作面液壓支架平均每班能裝車(chē)1.5車(chē)，而采用簡(jiǎn)易裝車(chē)平臺(tái)平均每班能裝車(chē)2車(chē)，工效提高30%，即相當(dāng)于回撤一個(gè)工作面的液壓支架能節(jié)約近1/3的時(shí)間，特別是在回撤后期，由于距離上出口越近，工作面液壓支架回撤頻率越快，這時(shí)裝車(chē)方式對(duì)其效率要求就越高，傳統(tǒng)起吊方式裝車(chē)每個(gè)班裝車(chē)量最多就2車(chē)，而簡(jiǎn)易裝車(chē)平臺(tái)能達(dá)到4車(chē)，保證了工作面回撤出來(lái)的液壓支架能及時(shí)裝車(chē)?yán)?，不?huì)造成液壓支架在上出口堆積，加快工作面回撤工作，提高了回撤效率。簡(jiǎn)易裝車(chē)平臺(tái)在使用過(guò)程既能提高功效，又能減少起吊環(huán)節(jié)，增加了作業(yè)安全性。

4結(jié)語(yǔ)

（1）使用簡(jiǎn)易裝車(chē)平臺(tái)能夠減少材料投入。簡(jiǎn)易裝車(chē)平臺(tái)材料消耗，需要約13m3的C30混凝土，約0.47t11#礦工鋼，固定錨桿4套，根據(jù)目前單價(jià)情況，材料消耗累計(jì)約6500元。

（2）使用簡(jiǎn)易裝車(chē)平臺(tái)能夠提高裝車(chē)效率，使用該平臺(tái)投入少，能增加工效，提高作業(yè)安全性，受巷道頂板和支護(hù)制約小，與傳統(tǒng)裝車(chē)方式比較，能夠近可能多回采資源，具有投入少、安全性高、操作性可靠、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，推廣應(yīng)用前景廣闊。

參考文獻(xiàn)

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