曙光矿1226工作面掩护式液压支架安装技术的优化设计

史焱斌

（山西汾西矿业（集团）有限责任公司曙光煤矿， 山西 孝义 032300）

引言

煤矿生产过程中越往后开采矿压越明显，现有的液压支架已经无法支撑所在工作面，新液压支架又比原本的液压支架长、高、重，又因受井下运输环境的限制，新的液压支架无法整体进行运输，为了新液压支架顺利运输到井下且快速安装，保证井下正常工作，通过对现有液压支架运输和拆装技术的研究分析，结合现场环境及煤矿的地质条件，对大型液压支架安装技术进行优化设计。

1 工作面情况

汾西矿业曙光矿1226综采面走向长度为1511m，倾斜长度为176 m，目前本工作面回采2号煤，此层煤的倾斜角度在3°～13°之间，1226工作面位于一采区西翼，东邻集中轨道巷，西至一采区边界，南为尚未开采的1224综采工作面，北为尚未开采的1228综采工作面。

2 液压支架安装的一般技术分析

2.1 液压支架的分解方法

由于井筒内空间有限，掩护式液压支架无法整体进入井筒内，且绞车也无法一次性将大型液压支架运输到井下，因此运输之前应该先进行分解，分别运输到组装的地方，在指定位置组装，最后运送到1226开切眼处安装。通过对井下安装环境的数据分析，需将普通支架分解为顶盖、尾梁及底座；将过渡架分解为顶盖、尾梁、底座及立柱[1-2]。

2.2 液压支架的输送方式

液压支架分解之后顶盖的长度要长于平板车。运输支架的过程中遇到倾斜巷道时，绞车绳头和平板车连接会出现故障，经过对设备参数和倾斜巷道倾角的研究分析，得出：当支架顶盖比平板车高出0.5 m时，液压支架运输时绞车绳头正好和输送车的顶盖尾部错开，同时设计了液压支架顶盖输送平台，使得运输更加方便，而且此平台可防止运输时翻车现象的发生。图1为液压支架顶盖输送平台示意图。

图1 液压支架顶盖输送平台示意图（单位：mm）

2.3 液压支架的安装方式

结合井下巷道环境、采区巷道分布状况及支架的运输方式，提出两种安装方式:第一种是将支架分解之后，分别运送到采区车场组装，然后将整架运送到1226开切眼处安装；第二种是将支架分解之后直接运送到1226开切眼处进行组装，然后安装[3-4]。

对以上两种方法进行分析比较，表1为对比结果，可以得出方法二更加适用于本采区巷道，因为方法一需要的工作人员比较多，而且较为分散，加大了对车辆调配的难度，所以方法二的做法最佳。

3 液压支架安装的重要技术分析

表1 对比表

3.1 开切眼的设计

ZY5000/19/42掩护式液压支架的长、高、宽、重分别为6.43 m、1.43 m、1.9 m、22 t。在分析液压支架在安装叉车上的方向的基础上，先模拟调整方向，如图2为模拟调向示意图。支架要在切眼调整方向时，切眼的宽度得在8.0 m，同时依据支架高度，最后切眼的断面确定为3.2 m高，净断面8.0 m宽。

图2 支架切眼模拟调向示意图（单位：mm）

原先设计的切眼坡度是3°，此度数的坡度较为平缓，设备进行运输时易在道路上卡住，导致安装时间增加。因此为了确保可以在切眼处运输顺畅，将开切眼的坡度设计成5°，并且将1226运输巷的剩余的20 m整个底板挖底，挖底量是1 m。

3.2 调度车场的设计

经过实际情况的研究分析，将组装支架处设置于1226开切眼的地方，且与煤璧间隔10 m，支架组装时所需的设备为起吊装置，因此有必要设置一个调度车场，使得支架可以进行不间断运输。经过研究分析，将1226回风巷道的宽度增加1 m，成为6 m宽，且还将此回风巷剩余的后70 m设计成大断面，在此断面巷道上设置双轨道及渡线道岔，成为一个封闭的调度车场[5-6]。

1226回风巷和原1204运输巷隔着6 m宽的煤柱，矿井绞车硐截面与十字道中心线之间的间隔应大于或等于10 m，在正常情况下，开采时将会破坏掉煤柱，因此需要在1226回风巷距开切眼剩余10 m时，将巷道的中线向下偏移2 m，角度设为11°进行开采，开采10 m之后即可进行正常开采。如图3为上部调度车场示意图。

3.3 液压支架输送方式

1226工作面需要93台普通液压支架和5台过渡液压支架，因此有必要设计一个液压支架顶盖装车平台，需要加工12个这样的平台；液压支架分解后，各个部件需运送到第二采区回风大巷矿井绞车机头的位置，依据矿井绞车的输送情况，可把支架顶盖和尾梁一起进行输送，再输送液压支架底座，这样可以提高输送效率，节省时间。

图3 上部调度车场示意图（单位：m）

3.4 液压支架快速安装技术

液压支架安装，首先需将支架顶盖和尾梁运送到硐室，其次通过液压支架起吊设备吊起顶盖和尾梁，吊起来之后对准位置安装，通过矿井绞车把底座拉到顶盖下面，对准位置后安装，最后把管路和其他部件完善好。

液压支架安装之后，通过矿井绞车把安装好的液压支架运送到切眼上口十字道的地方，其中需使安装叉车和输送时的支架平板车整齐放置在一起，启动回风巷尾部的矿井小绞车，采用小绞车把支架与大平板拉至四角道岔的地方，然后调整安装叉车的前沿与大平板车的侧边正相对，这样可以方便支架从大平板车上移动到安装叉车上；利用安装叉车上的操纵阀v组将防倒张紧装置上的油缸伸出，然后将钢丝绳缠绕在支架立柱上，以防支架往下倒，因此需将钢丝绳的绳头连接到安装叉车油缸上，最后将捆绑支架的钢筋剪开，拧下固定螺栓；利用操纵阀将推架装置油缸前部分的椭圆形状的拉块和支架椭圆形孔相配合，再将推拉缸收起，通过安装叉车载上液压支架，支架从车上卸载跟装车，然后移走平板车；对安装叉车紧缩缸阀组进行操作，在安装叉车上固定好液压支架，启动30 t安装绞车，为了方便支架能够顺利转动方向，需将安装叉车缓慢下移2 m；对转盘控制组进行操作，将推拉缸调整到与转盘完全配合的情况，在安装叉车上转动液压支架，转动液压支架的头部分向下，尾梁部分朝向绞车硐室；启动矿井绞车，把液压支架运送到其安装处5 m；对安装叉车左右两侧阀组进行操作，通过对升降板高度的调节来使液压支架能够容易调转方向；将液压支架的管路连接好，对阀组进行操作，将支架升起接顶，工作人员进入安全的地方之后，专业作业人员将紧锁缸解开，将支架从安装叉车上移下来，移动到安装的地方，然后将支架升起来，紧挨到顶部，将前探梁及侧护板拉出来，将推拉杆拉出来，连接到前一部输送机上，以上步骤为安装普通支架的流程。

3.5 过渡架的安装技术

安装过渡支架之前需先将四角道岔、绞车及叉车移走，安装步骤：第一步安装3号过渡架，第二步安装5号过渡架，第三步安装4号过渡架。通过起吊设备安装，安装之前需将轨道铺到4号过渡架安装处正下方，同时在正上方设置起吊锚索，通过4台倒链吊起3号过渡架，然后从车上卸下，最后运输支架到3号过渡架处。

将5号过渡架运送到车场，然后通过矿用绞车将其运输到4号过渡架安装之处，通过4台倒链吊起5号过渡架，然后从车上卸下，再将5号过渡支架运送到硐室2 m处。

4号过渡支架运送到车场后，通过矿用绞车运送到安装的地方，通过4台倒链吊起4号过渡架，然后从车上卸下，采用单体柱移至安装的地方，4号过渡架安装完成。

4 结论

1）经过研究分析得出，把液压支架分解成各个部件后进行运送，采用装车平台保证了支架顶盖也可以方便运送。

2）设置切眼上部停车场，停车场设计为70 m的闭合停车场，支架的运输及组装可以接替工作。

3）经过模拟分析，设计了新的开切眼，这样支架容易运输和调整方向，一般情况每天安装6台液压支架，最快的时候可以安装9台，提高了效率。