趙連星 孫 聰

(山東能源棗莊礦業(yè)集團(tuán)，山東 棗莊 277000)

1 工作面概況

1.1 撤除工作面

山東能源棗礦集團(tuán)新安煤業(yè)公司3406工作面位于34采區(qū)南翼，開(kāi)采山西組3煤層，北和東為3402工作面采空區(qū)，北西為-650回風(fēng)下山保護(hù)煤柱，西為未開(kāi)采區(qū)，南為3煤層風(fēng)氧化帶。3406工作面面長(zhǎng)237m，使用ZF9000-20/42型液壓支架158架。

1.2 安裝工作面

3412工作面位于34采區(qū)南翼，開(kāi)采山西組3煤層。工作面走向長(zhǎng)平均785m，傾斜長(zhǎng)237m，材料巷最大坡度19.5°。本工作面北為34采區(qū)制冷硐室保護(hù)煤柱線，東為未開(kāi)采區(qū)及礦井南翼回風(fēng)巷，西為未開(kāi)采區(qū)，南為F29斷層保護(hù)煤柱線及DF48斷層。

工作面切眼安裝3406工作面撤除的ZF9000-20/42型液壓支架158架。巷道布置情況如圖1所示。

2 液壓支架撤、安方式的選擇

2.1 傳統(tǒng)撤除、安裝

液壓支架在工作面撤架迎頭抽架及安架迎頭調(diào)架均使用回柱絞車(chē)牽拉配合單體液壓支柱施工。優(yōu)點(diǎn)：（1）絞車(chē)安裝工序簡(jiǎn)單；（2）絞車(chē)、單體液壓支柱為常用設(shè)備、材料；（3）職工熟悉施工工序。缺點(diǎn)：（1）絞車(chē)故障率相對(duì)高；（2）鋼絲繩破斷危害性大；（3）供電相對(duì)復(fù)雜；（4）拉拽鋼絲繩體力勞動(dòng)大，占用人員多；（5）600mm軌道穩(wěn)定性差。

圖1 巷道布置情況示意圖

2.2 專(zhuān)用設(shè)備撤除、安裝

使用專(zhuān)用液壓設(shè)備對(duì)工作面撤架迎頭抽架及安架迎頭調(diào)架進(jìn)行施工。優(yōu)點(diǎn)：（1）專(zhuān)用設(shè)備穩(wěn)定性高、故障率低；（2）液壓設(shè)備有液壓安全閥，不存在超載現(xiàn)象；（3）設(shè)備動(dòng)力源由液壓系統(tǒng)提供，管路布置簡(jiǎn)單；（4）設(shè)備使用占用人員少，體力勞動(dòng)?。唬?）2100mm軌距軌道穩(wěn)定性高。缺點(diǎn)：（1）專(zhuān)用設(shè)備安裝使用條件要求高；（2）設(shè)備需進(jìn)行采購(gòu)；（3）新設(shè)備新工藝，職工需要熟悉掌握。

3 液壓支架運(yùn)輸方式的選擇

3.1 拆解運(yùn)輸

液壓支架由工作面撤除到拆解硐室后進(jìn)行解體，分成頂梁、掩護(hù)梁、立柱、底座等結(jié)構(gòu)件，分別裝車(chē)運(yùn)輸。優(yōu)點(diǎn)：（1）體積小；（2）重量輕；（3）重心穩(wěn)。缺點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)件因連接銷(xiāo)軸變形拆解難；（2）液壓管件接頭因銹蝕難拆解；（3）拆解后運(yùn)輸量大；（4）拆解后液壓支架需再次組裝；（5）拆解、組裝起吊事故隱患多；（6）增加拆解、組裝人員配置，占用人員多，循環(huán)周期長(zhǎng)。

3.2 整架運(yùn)輸

支架由工作面撤除后不解體，整架裝車(chē)運(yùn)輸。優(yōu)點(diǎn)：（1）減少支架拆解、組裝時(shí)起吊事故隱患；（2）減少液壓管件因拆解造成損耗；（3）整架運(yùn)輸量少；（4）減少了拆解、組裝人員配置，安撤周期短。缺點(diǎn)：（1）整架運(yùn)輸重量大，整架重量約28.8t；（2）整架運(yùn)輸結(jié)構(gòu)件尺寸大，長(zhǎng)×寬×高：8229×1430×2400mm，重心高；（3）切眼端頭斷面大，控頂面積達(dá)70m2；（4）絞車(chē)選型要求大，軌道質(zhì)量要求高。

通過(guò)對(duì)以上兩種運(yùn)輸方式的分析比較，只要加強(qiáng)對(duì)提升運(yùn)輸過(guò)程的安全管控，整架運(yùn)輸利大于弊，因此確定為整架運(yùn)輸?shù)姆桨浮?/p>

4 安撤工作面支護(hù)情況

4.1 回撤工作面通道

凈高3.6m，凈寬3.3m，擴(kuò)幫區(qū)域頂板采用錨網(wǎng)梯索支護(hù)，選用高強(qiáng)聚酯纖維柔性網(wǎng)，頂板布置四排錨桿（一排錨索），煤幫布置三排錨桿（見(jiàn)圖2）。

4.2 安裝工作面切眼

凈高4.0m，凈寬8.5m，頂板采用錨網(wǎng)梯索支護(hù)，布置11排錨桿、12排錨索（單錨索與錨索梁混合布置），煤幫布置5排錨桿（見(jiàn)圖3）。

5 安撤設(shè)備

（1）此安撤設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：①避免了撤除支架在工作面撤除通道底板上的直接拖拉，防止了絞車(chē)、鋼絲繩的過(guò)載運(yùn)輸，運(yùn)輸速度快，效率高；②操作系統(tǒng)為全液壓控制，設(shè)備的回撤、牽拉、調(diào)向、裝車(chē)等均由液壓千斤頂完成，操作簡(jiǎn)便；③改善了工人的工作環(huán)境。

（2）采用專(zhuān)用設(shè)備安撤工藝較傳統(tǒng)安撤工藝，取締了使用絞車(chē)生拉硬拽的方式，安全、可靠、效率高。

圖2 工作面回撤通道支護(hù)布置示意圖

圖3 工作面切眼支護(hù)布置示意圖

6 提升運(yùn)輸系統(tǒng)

6.1 運(yùn)輸路線

自3406工作面回撤通道至3412工作面安裝切眼運(yùn)輸路線近3000m，沿途巷道拐點(diǎn)6處，巷道最大坡度19.5°。

6.2 軌道鋪設(shè)

為增加“搬家”設(shè)備運(yùn)輸期間的穩(wěn)定性，3406工作面回撤通道及3412工作面安裝切眼鋪設(shè)2.1m軌距軌道，沿途鋪設(shè)0.9m軌距軌道，軌道規(guī)格均選用30kg/m。軌道按照標(biāo)準(zhǔn)使用木道板，每根軌道增加2根鐵道板增加穩(wěn)定性。

6.3 絞車(chē)選擇及驗(yàn)算

（1）設(shè)備提升運(yùn)輸均使用相應(yīng)噸位的回柱絞車(chē)，絞車(chē)安裝均使用混凝土基礎(chǔ)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，增加四壓兩戧增強(qiáng)絞車(chē)穩(wěn)定性。

（2）根據(jù)提升支架重量（整架重量約28.8t）和巷道坡度（巷道最大坡度19.5°），選用絞車(chē)型號(hào)為JSDB-30，靜拉力300kN，選用的鋼絲繩為6×19W×Φ40mm+FC，容繩量700m，鋼絲繩直徑40mm，繩速0.17m/s。

絞車(chē)牽引力校核：

要求Fmax＜F額定靜拉力

式中：

Fmax-實(shí)際提升所需最大牽引力，N；

n-提升平板車(chē)數(shù)量，1輛；

G-平板車(chē)載重，28800kg/車(chē)；

G0-平板車(chē)重量：4000kg；

a-巷道坡度，19.5°；

μ1-平板車(chē)運(yùn)行阻力系數(shù)，一般取0.015；

P-鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量，5.717kg/m；

L-斜巷提升長(zhǎng)度，500m；

μ2-鋼絲繩運(yùn)行阻力系數(shù)，與支撐情況有關(guān)，取0.2；

g—重力加速度，取9.8m/s2。

鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)：

要求ma'=F破/Fmax＞ma

ma'=846.5/126.5=6.7＞6.5

式中：

F破-鋼絲繩最小破斷拉力，846.5kN；

ma'-鋼絲繩安全系數(shù)；

ma-煤礦安全規(guī)程規(guī)定系數(shù)，6.5。

經(jīng)校驗(yàn)，6×19+FC-40mm鋼絲繩滿足使用要求。

7 液壓支架安撤工序

工作面液壓支架撤除安裝，使用的設(shè)備是液壓支架調(diào)向平臺(tái)、液壓支架回撤叉車(chē)、液壓支架回撤裝車(chē)機(jī)構(gòu)及折疊式安裝叉車(chē)。

7.1 液壓支架回撤工序

7.1.1 支架回撤

將液壓支架調(diào)向平臺(tái)的傾斜平臺(tái)口正對(duì)待撤支架位置；將平臺(tái)牽架千斤頂生根到待撤支架推拉桿；降待撤支架；操作液壓支架推拉千斤頂將其收回，被撤支架被緩慢的向前抽出；被撤支架推拉千斤頂無(wú)行程后，將推拉千斤頂伸出，再把平臺(tái)牽架千斤頂緩慢收回；再次收回液壓支架推拉千斤頂，將支架向前抽出；如此往復(fù)，直至將液壓支架底座箱牽拉至平臺(tái)上方，解除牽拉千斤頂連接鉤頭。

7.1.2 支架裝車(chē)

把液壓支架調(diào)向平臺(tái)前側(cè)調(diào)向千斤頂鉤頭連接到支架推拉桿上，后側(cè)調(diào)向千斤頂鉤頭連接到支架底座箱左后側(cè)連接孔內(nèi)。通過(guò)前側(cè)調(diào)向千斤頂牽拉，后側(cè)調(diào)向千斤頂調(diào)向，將待撤支架調(diào)整到與煤壁平行狀態(tài)，解除兩處調(diào)向千斤頂鉤頭。

7.1.3 回撤叉車(chē)運(yùn)輸

將液壓支架回撤車(chē)與液壓支架調(diào)向平臺(tái)連接牢固；使用液壓支架回撤車(chē)兩側(cè)的牽拉千斤頂鉤頭，分別連接到支架底座箱后側(cè)連接孔內(nèi)，通過(guò)千斤頂收回牽拉支架至液壓支架回撤車(chē)上方，將支架與液壓支架回撤車(chē)封鎖為一體；將回柱絞車(chē)鉤頭連接到液壓支架回撤叉車(chē)生根點(diǎn)上；解除液壓支架回撤車(chē)與液壓支架調(diào)向平臺(tái)連接生根，使用回柱絞車(chē)牽引回撤叉車(chē)運(yùn)輸回撤后的支架到撤除通道端頭。

7.1.4 回撤支架裝車(chē)

待支架運(yùn)輸叉車(chē)將回撤支架牽引到撤除通道端頭與運(yùn)輸巷軌道立交位置后，將支架運(yùn)輸平板車(chē)穿過(guò)回撤裝車(chē)機(jī)構(gòu)與液壓支架回撤運(yùn)輸叉車(chē)對(duì)接，使用回撤裝車(chē)機(jī)構(gòu)將平板車(chē)固定牢固；再使用液壓支架回撤運(yùn)輸叉車(chē)上旋轉(zhuǎn)裝置將支架順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，解除支架封車(chē)；最后使用回撤裝車(chē)機(jī)構(gòu)兩側(cè)的牽拉千斤頂將支架牽拉至運(yùn)輸平板車(chē)上，用2t手拉葫蘆封車(chē)不少于3道，完成裝車(chē)。

7.2 液壓支架安裝工序

7.2.1 安裝工作面切眼運(yùn)輸

支架由平板車(chē)運(yùn)輸?shù)角醒蹤C(jī)尾，通過(guò)裝車(chē)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)至運(yùn)輸叉車(chē)；在安裝工作面切眼端頭，利用支架運(yùn)輸叉車(chē)上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將支架旋轉(zhuǎn)90°，且支架尾梁朝向運(yùn)輸方向，使用安裝叉車(chē)封車(chē)機(jī)構(gòu)將液壓支架裝封牢固，使用切眼內(nèi)回柱絞車(chē)將安裝叉車(chē)帶至變坡點(diǎn)。

7.2.2 切眼運(yùn)輸

使用機(jī)尾JSDB-30回柱絞車(chē)將液壓支架運(yùn)輸?shù)秸{(diào)架地點(diǎn)。調(diào)架前，對(duì)調(diào)架區(qū)域內(nèi)的單體支柱進(jìn)行更改，確保不影響調(diào)架和降低頂板支護(hù)強(qiáng)度；解除支架封車(chē)，使用安裝叉車(chē)上的旋轉(zhuǎn)裝置將叉車(chē)上的液壓支架順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，待支架垂直煤壁后，再使用叉車(chē)推移裝置，將液壓支架退下安裝叉車(chē)，液壓支架到位后將叉車(chē)插板收回，使用切眼機(jī)尾回柱絞車(chē)將叉車(chē)提走，完成支架運(yùn)輸調(diào)架工作。

8 結(jié)語(yǔ)

（1）3406綜放工作面158架的撤除及3412綜放工作面158架的安裝（共計(jì)316架），采取不拆解整體運(yùn)輸?shù)姆绞?，在運(yùn)輸路線長(zhǎng)達(dá)3000m，6處巷道拐點(diǎn)，巷道最大坡度19.5°，運(yùn)輸載荷近33t的條件下，僅用20d即安全順利的完成，比支架解體情況下提前20d，實(shí)現(xiàn)了安全高效。

（2）現(xiàn)場(chǎng)操作過(guò)程中要注意以下幾點(diǎn)：①要優(yōu)化設(shè)計(jì)，并制定有針對(duì)性的安全技術(shù)組織措施；②要優(yōu)化提升運(yùn)輸系統(tǒng)，確保提升絞車(chē)選擇合理、安裝可靠；③軌道鋪設(shè)必須滿足提升要求，道板要密實(shí)，間距小，不陰陽(yáng)；彎道處增加軌道連接加強(qiáng)裝置，增強(qiáng)其穩(wěn)定性；變坡點(diǎn)托繩輪受力大，磨損嚴(yán)重應(yīng)及時(shí)更換；④裝車(chē)重心穩(wěn)，封車(chē)?yán)喂?，不少?道；提升運(yùn)輸采取大合繩連件、保險(xiǎn)繩連車(chē)的方式；⑤回柱絞車(chē)低速運(yùn)行，嚴(yán)禁使用高速或運(yùn)輸過(guò)程中變速；⑥各崗點(diǎn)應(yīng)固定人員配置，盡量不更換人員，保證操作熟練。