综采工作面安装作业中组装架的应用研究

邓 鑫

（同煤集团马脊梁矿， 山西 大同 037001）

引言

在传统综采工作面的组装中，经常使用工字钢U型卡连接、锚索锚固吊装梁，在吊装梁上进行吊装孔的布设，在吊装孔上进行液压支架的吊装。采用这种方式进行安装作业，由于在液压支架顶梁重量极大，所以吊装顶梁荷载也相对较大，吊装孔数量也较多，支架较高，使得组装有较大的难度，工作环境无法得到保障。组装架是一种组装支架的方式，相比传统组装工艺更为适用于现代煤矿综采工作面的安装工作。

1 组装架工作原理及优点

1.1 工作原理

组装支架中主要包含起吊装置、钢丝绳和液压千斤顶等部件[2]。液压组装架的使用可以通过缩短工作周期、减少人工投入、降低人工成本的同时提高了综采工作面的工作效率，有助于实现煤矿的安全生产。组装架主要是靠起吊、横梁、升降操作台、立柱和撞顶设备等配合进行工作，液压组装架是快速将液压支架前梁、主体、尾梁组装完成的设备[1]。在综合开采工作面进行安装之前，第一步是先对大型设备进行拆分，将支架尾梁推送到整体支架的后部，然后通过对液压阀进行操作，将支架尾梁运出，对于支架的其他部件，运送方法和支架尾梁保持一致。该方法方便快捷，节省了时间，使主体结构和前梁尾梁可以同时进行安装及平衡调节。

1.2 优点

首先，组装平台结构极为简单，易于操作。该平台使用矿山常用的材料以及液压阀和液压缸，容易获得原材料，可以节省时间，减少投资，同时降低成本，减少资金投入。平台的整体尺寸较小，在安装位置无需安装专用腔室。安装位置可设置在工作面附近，使整机的运输距离最小化，不仅减轻了运输过程中沿途的运输工具和轨道的负担，而且提高了运输过程的安全性。综采工作面的动力源为高压乳化液，并安装了车架。使用的动力源也相同，极为方便，安全。总体而言，在施工过程中，装配架可以提高装配效率，确保安全性并减少手动施工的次数。

2 组装架在综合开采工作面的实际应用

2.1 应用条件

一是运输空间。在实际作业过程中，为确保组装支架的适用性，主要取决于巷道规格的大小，即运输空间的实际大小。在使用装配架进行实际作业工作时，必须确保巷道宽度不能小于4.5 m，高度必须大于4 m。二是运输方式。该组装框架具有相应的行走部件，这些行走部件可以在机车或绞车的牵引下通过窄轨运输。同时，可直接使用钢丝绳将装配架导轨和支撑腿固定在运输托盘上，然后将托盘搬运车运输到指定位置，并更换轨道起重机进行组装；最终的铁路法规也必须得到保证，并且可以根据煤矿的实际情来选取900 mm或600 mm其中之一的轨道。提升装配框架的跨度为2 400 mm。

2.2 实际操作

2.2.1 组装前的准备及检查

在组装之前，第一步就是检查组装框架的连通性，以确保连接结构的正常工作；首先检查接头和软管主要是为了避免液体泄漏；然后需要检查泵压，确保泵压持续在31.5 MPa之上[2]；液压缸的检查也不可忽视，液压缸决定了支架是否能稳定工作；另外还需检查固定部件和活动部件之间的接触是否灵活，以避免在试运行过程中固定及灵活部件碰撞现象的发生。

2.2.2 安全防护

综合开采工作面作业过程中，必须要保证以下几点安全防护要求：一是组装架的使用必须确保地面平坦；二是组装架的滑轨必须处于平整状态；三是起重吊起时四个边角的挂钩必须要牢固不能出现任何松动；四是需要提前对液压缸的灵敏度作相应调试。待所有相应检查完成后，如果操作没有异常情况发生，操作可继续进行，但是如果有任何异常状态发生，则需要立即停止操作，再次进行检查找出问题并解决使得问题得到有效控制。

2.2.3 安装要点

1）组装框架未达到平整要求。通常，由于组装框架的安装质量低，并且不能保证底板的平坦度，因此对支架的组装效果影响很大,因此建议使用混凝土来进行底板的浇筑；如果在组装框架的操作过程中经常出现四处晃动的情况，则会严重影响其使用效果并引起安全隐患。在组装框架的四角柱上部的伸缩部分上冲出顶板。如果顶板的高度增加，则必须处理加长的部分，或使用装配框架的四个垂直柱之间的连杆将其固定；

2）液压方面的问题。在日常施工过程中，必须加强对液体供应系统的检查，对水泵管道等进行定时清理，防止水管出现堵塞的现象。

2.2.4 具体操作流程

在实际操作过程中，应检查各高压油管的连接是否正确，同时检查泵站的压力，油管的泄漏情况等，以确保符合相关要求；根据操作过程，使用运输工具将支架的尾梁运输到装配架的后部，将挂钩降低到一定位置，固定挂钩和支架的尾梁之间的连接，最后提起挂钩抬起支架的尾梁；将运输工具运输到另一个位置，使用运输工具将支架的主体运输到组装架的中央提升位置；使用运输工具将支架的前梁运输到前提升位置。与在尾梁举升操作中一样，举起支架的前横梁，然后调节液压缸，以调节装配架平台的尾部和前端移动；调整位置以确保前梁，主体和尾梁的组装。组装工作完成后，将悬架链降低到某个位置，松开各个部件的吊钩，最后释放液压。支架被运送到安装位置。在装配架的应用过程中，为确保其应用效果，必须按规定进行操作，以确保操作过程和最终效果的完整性，基本工作流程如下图2所示[3]。

3 组装架的运输优化

使用防爆橡胶轮胎的运输车可以使机械运输实现机械化，缩短了移动时间，并且减少了人员配置从而减少了人工成本，大大提高了运输的安全性。但是在实际使用中还存在一些问题，主要集中在防爆脚轮运输机无法驶入切口的内部，并且末端的几十米或十米以上的距离无法手动操作的问题。手动、单缸、绞车、滑轮组等将支架固定到位的方式。在此阶段，液压支撑单元的质量在20～50 t左右，并且拖曳钢丝绳的方法还有待改进，很难达到理想中的效果。表1是某个支架的运输时间表。

图2 组装架工作基本流程

表1 单体液压支架运输时间表

为了提高综合开采工作面安装工作效率，则要在支架运输的过程中花费心思去研究与优化。对实际情况进行考察与分析后，本研究提出了增加支架转盘的优化思路，并且在同煤集团马脊梁矿中进行应用,增加的回转台使运输设备和绞车之间实现无缝连接，彻底解决了底板损坏的问题，防止深沟槽和车辙等不良状况的发生，避免出现深水积聚现象从而影响操作。与其他方法相比，增设支架转台的实际效果更为明显。表2给出了在托架旋转台被应用之后托架运输和传统方法两者间的时间对比情况。

表2 时间对比分析