综采工作面液压支架快速安装工艺的应用

仝伟国

（山西焦煤西山煤电集团公司杜儿坪煤矿，山西 太原 030000）

引言

综采工作面液压支架安装工艺对整个工作面能否顺利快速安装起到决定性作用。在煤矿生产过程中，由于受工作面地质条件、安装工艺等影响，在液压支架安装过程中存在很多问题，主要表现为：支架体积大运输困难；采用传统绞车对支架调向、搬运效率差、事故率高；传统安装工艺支架安装周期长，无法满足工作面高产高效需求。所以对综采工作面液压支架采取合理有效的安装工艺，对工作面快速衔接、安全生产具有重要意义。

1 62709 工作面概况

山西焦煤西山煤电集团公司杜儿坪煤矿62709工作面位于北七采区西北部，施工2 号煤，北邻北七后部回风巷及北七盘区边界线，南邻北七2 号煤皮带巷、轨道巷，西邻62711 工作面（已采），东为62707 工作面（未采）。

62709 工作面设计走向长度为1 656 m，倾向长度为230 m，回采的2 号煤层平均厚度为1.92 m，截止目前工作面头尾顺槽以及切巷已施工到位，并进入工作面准备阶段。62709 工作面采用综合机械化回采工艺，工作面采用ZY-5000/12/28 型掩护式支架进行顶板支护，共计155 架，支架最大支撑高度为2.8 m，最小支撑高度为1.5 m。工作面传统采用绞车进行移架安装，但是通过62711 工作面实际应用效果来看，传统支架安装工艺需安装多部绞车，而且支架安装效率差，62711 工作面支架安装周期达19 d，无法满足工作面安全高效的需求。对此，杜儿坪煤矿综安准备队通过技术研究，对62709 工作面液压支架安装工艺进行优化。

2 液压支架安装前的准备工作

2.1 敷设运输轨道

62709 工作面共需安装支架155 架，每个支架的质量为30 t，施工人员选用轻型钢轨对运输路面进行铺设，枕轨选用U 型水泥枕木。相邻两个枕轨间的距离为0.5 m，为了对轨道进行加固施工人员每隔5 m安装一套轨距拉杆。轨道在铺设时，工作人员要保证轨道的平直，轨道接头需小于5 mm，轨道前后的高度差不得大于2 mm。在有坡度的路段需采用圆弧过渡，不得在变坡点有接头。

2.2 安装绞车

由于62709 工作面地质构造相对复杂，巷道内的坡度较大、变坡点较多，采用常规的绞车不仅无法满足运输需求，对此综安准备队分别在轨道巷安装无极绳续牵引、联络斜巷安装调度绞车及双速绞车。在平缓路段每隔30 m 安装一组无极绳托绳轮，在坡度较大的路段每隔5 m 安装一组无极绳托绳轮，同时要在切眼位置安装一台调度绞车及两台回柱绞车，两台绞车之间能够相互对拉[1-2]。

2.3 安装支架液压液压起吊装置

支架液压液压起吊装置主要由4 个千斤顶组成，采用十字连接头将千斤顶与起吊底座进行固定，使用锚杆将底座固定在巷道顶板上，底座间的距离需根据现场支架的提放位置进行确定。千斤顶的前探梁设计行程为0.8 m，千斤顶通过高压胶管供液，如下页图1 所示。

2.4 铺设滑道

为了确保刮板机组件及支架滑靴的正常运送，施工人员在回风巷切眼处安装一段长度为200 m 的三股轻型钢轨，并通过十字轨道与回风巷轨道相连。

3 液压支架运输及安装

3.1 支架运输

图1 支架液压起吊装置液压控制系统示意图

1）在62709 工作面上隅角以及工作面机头硐室处各安装一台双速无极绞车，该绞车具有载重量大、运输距离长、稳定性好的特点，非常适用于井下坡度较多的巷道，是煤矿运输的一种新型设备[3]。

2）液压支架运输至距工作面50 m 处组装硐室后进行卸车，并将液压支架移至装卸一体平板车上[4]，然后利用上隅角处无极绞车将液压支架拉至工作面机尾处，再利用机头硐室双速绞车将支架拉至指定位置并进行卸车。

3.2 支架安装调向

1）液压支架被运送到指定位置后，施工人员需拆除同板车的连接，并将支架底座起吊眼与液压起吊装置吊钩相连[5]，施工人员可以通过操作液压阀来控制提升千斤顶，支架被提放至指定位置，如图2 所示。

2）为了防止支架滑到，还需在支架侧安装滑靴。施工人员在拆除千斤顶吊钩后，使用钢丝绳将运输侧绞车与千斤顶前端底座起吊眼连接，启动绞车将支架拉至稳装位置，最后将支架的滑靴、钢丝绳及底部钢轨全部拆卸。刮板机的溜槽与支架对接可以使用单体柱进行调整。

4 应用效果

1）设备安装数量少：采用传统工艺进行支架安装时，需在工作面安装7 部绞车，其中机头、机尾硐室各1 部，上隅角1 部，工作面中部煤壁侧2 部（间距为50 m），采空区两部（间距为100 m）。优化后的安装工艺仅需在工作面安装2 部双速绞车以及1 部液压起吊装置即可，减少了支架安装期间设备安装的数量。

图2 液压支架起吊剖面示意图

2）支架稳装安全性高：传统的卸车方式采用“三角型”卸车平台，存在板车无法与平台固定、滑靴布置位置不合理及支架卸车后调整幅度大的缺点。传统的滑靴没有限位机构，支架在前移时很容易发生跑偏，引发倒架等安全事故。优化后的安装工艺，实用性强、受工作面地质条件影响少，安全性高。

3）安装周期短：采用优化后安装工艺，支架运输速度快，而且支架采用液压起吊装置安装调向准确率高，与传统安装工艺相比，缩短了支架安装调向时间，通过现场观察发现，62709 工作面液压支架安装周期为15 d，与62711 工作面相比缩短了4 d。