張虎峰

（山西焦煤霍州煤電集團(tuán)龐龐塔煤礦，山西 呂梁 033200）

引言

當(dāng)前，山西焦煤霍州煤電集團(tuán)的幾個開采煤礦項目依然采用的是端頭液壓支架和擋板相結(jié)合的防護(hù)方式，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)此種防護(hù)方式存在明顯缺陷，端頭液壓支架搭建拆裝麻煩、占地體積大空間利用率低以及人力投入成本高；擋板自身強(qiáng)度低防護(hù)作用差、拆裝安全性低以及人力投入成本高。該集團(tuán)某煤礦在刮板轉(zhuǎn)運機(jī)設(shè)備機(jī)尾處設(shè)置急傾斜綜采工作面，此位置空間狹小通行困難。而在煤礦綜采作業(yè)時偶爾會有煤炭斜流沖出刮板轉(zhuǎn)載機(jī)設(shè)備尾槽，從而導(dǎo)致工作人員受傷等安全事故發(fā)生。為了避免安全事故發(fā)生，該礦通過單體液壓支柱支轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾處頂板，在依靠液壓支柱均勻排布木質(zhì)擋板的方式進(jìn)行防護(hù)，此種方式雖然縮短了液壓支架安裝時間，但由于木質(zhì)擋板耐沖砸性能低所以防護(hù)效果極差。因為運輸巷道頂板存在凹凸不齊、高低不平的情況，所以需要人為搭建擋板對其進(jìn)行補(bǔ)空，但是此擋板卻不能隨著煤礦開采進(jìn)行同步移動。因此，要對急傾斜綜采工作面落煤、飛矸等防護(hù)措施進(jìn)行及時改進(jìn)與完善。

1 急傾斜綜采下端頭安全防護(hù)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計

急傾斜綜采下端頭安全防護(hù)裝置主要有兩部分組成：第一部分固定部分；第二部分移動部分，其組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 急傾斜綜采下端頭安全防護(hù)裝置總裝圖（單位：mm）

其中固定部分是由聯(lián)接座和擋板煤基板組成；而移動部分則是由滑移聯(lián)接裝置和擋煤板移板組成，但這兩者都屬于型鋼鈑金焊接件，并且極易生產(chǎn)加工。擋煤裝置主要由三部分組成[1]：第一部分擋煤板移板；第二部分煤板移板基板以及第三部分滑移聯(lián)接裝置[1-2]。通過鉸接連接方式滑移聯(lián)接裝置和推移千斤頂上端活塞桿相連，擋煤板基板和推移千斤頂下端缸體相連接，升降連桿上端和擋煤板移板相連接，而升降連桿下端則和滑移聯(lián)接裝置相連接。當(dāng)推移千斤頂動作帶動升降移板同時動作時，會使防護(hù)裝置到達(dá)頂板遮擋位置，以此確保落煤、飛矸防護(hù)功能得到實現(xiàn)。

為了避免正常作業(yè)時擋煤板被煤塊、矸石砸碰發(fā)生變形，導(dǎo)致設(shè)備卡阻，從而使設(shè)備無法進(jìn)行升降調(diào)節(jié)。因此，在設(shè)計擋煤板時對其鋼板厚度進(jìn)行降低，然后就是在移板和基板上分別粘貼30 mm厚度的耐磨膠板和12 mm厚度的EP膠帶，通過這種方式不僅降低了煤炭沖擊力度，還降低了擋煤板自身重量，為現(xiàn)場安裝提供便利。與此同時，為了避免橫向側(cè)翻現(xiàn)象發(fā)生，在擋煤裝置上又進(jìn)行戧柱底座安裝，以此來確保設(shè)備不會發(fā)生橫向側(cè)翻。

2 急傾斜綜采下端頭安全防護(hù)裝置的應(yīng)用及工作原理

該防護(hù)裝置采用多組組合方式設(shè)計，每組寬度為1 m，客戶可以根據(jù)現(xiàn)場安裝空間以及安裝需求自行組合安裝，在安裝時先通過角鋼聯(lián)接座在轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾邊沿完成擋煤板基板安裝定位；然后在現(xiàn)場開孔進(jìn)行螺栓固定，與此同時還要對基本底座聯(lián)接處進(jìn)行焊接處理；最后通過地錨或者膨脹螺栓進(jìn)行固定[2-3]。上述步驟完成即為一次急傾斜綜采下端頭側(cè)邊安全防護(hù)裝置安裝完成。通過高強(qiáng)度螺栓將各組有效地聯(lián)接起來，形成一個完成的擋煤裝置，從而對轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾進(jìn)行半包圍保護(hù)，以避免落煤、飛矸等情況發(fā)生。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，急傾斜綜采下端頭安全防護(hù)裝置可以隨著煤礦開采進(jìn)行同步移動，從而避免進(jìn)行二次拆解安裝[4]。1 720 mm不僅是擋煤板的最小工作高度，同時也是推移千斤頂?shù)淖钚∩炜s高度。因為擋煤板裝置是由各組之間相互聯(lián)接而形成的一個有機(jī)整體，所以可以通過伸縮推移千斤頂來對移板工作高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)升到2 250 mm就達(dá)到了擋煤板移板最大工作高度。其防護(hù)裝置液壓控制工作原理流程圖如圖2所示。

在實際應(yīng)用過程中，防護(hù)頂板位置往往會有凹凸不齊、高低不平的情況出現(xiàn)，此時就可以通過調(diào)節(jié)每組防護(hù)裝置工作高度，使移板表面呈現(xiàn)階梯狀，從而對頂板進(jìn)行密閉遮擋。假如防護(hù)裝置要隨煤礦開采進(jìn)行同步移動時，可以通過卸壓方式對各組高度進(jìn)行降低，然后將鋼絲繩穿過防倒繩孔，把轉(zhuǎn)載機(jī)和擋煤裝置呈三角形固定，這樣就可以確保防護(hù)裝置隨煤礦開采同步移動。

由圖2可以很明顯看出，該安全防護(hù)裝置不僅對多組組合使用，同時還可以單組使用。為了避免單組使用穩(wěn)定性差，特意進(jìn)行引伸設(shè)計，通過一個倒向裝置和兩個推移千斤頂形成三角穩(wěn)定，然后通過移動推移千斤頂來對移板進(jìn)行同步升降。這樣不僅實現(xiàn)擋煤需求，同時還讓防護(hù)裝置的穩(wěn)定性得到有效加強(qiáng)，為該裝置的推廣使用奠定良好基礎(chǔ)。

圖2 急傾斜綜采下端頭安全防護(hù)裝置液壓控制原理圖

3 急傾斜綜采下端頭安全防護(hù)裝置特點優(yōu)勢及應(yīng)用效果

1）作為新型防護(hù)裝置。不僅結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、生產(chǎn)加工便易，而且使用安裝也非常方便。

2）該防護(hù)裝置落煤、矸石防護(hù)效果明顯。不僅能避免浮煤堆積現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時還讓人員、設(shè)備的安全得到保障。

3）該防護(hù)裝置具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性和自動性，通過鋼絲繩作用將轉(zhuǎn)載機(jī)形成一個有機(jī)整體，從而讓防護(hù)裝置隨煤礦開采同步移動得到實現(xiàn)。

4）該防護(hù)裝置生產(chǎn)投入成本低。不僅讓防護(hù)投入成本得到降低，同時還讓維護(hù)人員數(shù)量得到減少，從而為煤礦企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。