综放工作面回撤用滑轨与可转弯装车平台的设计与应用

2020-12-28舒刚

煤矿机电 2020年6期

舒刚

(阳泉煤业集团五矿，山西阳泉 045000)

0 引言

阳煤集团五矿15#煤层直接底一般为砂质泥岩，岩性特征为断口贝壳状、含菱铁矿结核和黄铁矿晶体，性软，因而在综采工作面使用传统工艺拆除(拖运)液压支架过程中存在拆架巷浮煤多、拖架阻力大、撤架效率低、拆除时间长等问题。为加快工作面回撤进度，缩短拆除时间，确保安全施工，通过分析传统回撤工艺过程，结合矿井实际制作了可转弯装车平台及滑轨等设备进行支架拆除作业，8421工作面试用结果表明该设备安全高效。

1 8421工作面拆除工程概况

8421工作面位于15#煤层四采区，工作面倾向长度180 m，需拆除的主要设备包括ZF7000-17/32型支架123架、MG300/700型采煤机一部、SGZ800/800型刮板输送机两部、SZZ800/250转载机一部，在回撤支架环节试用了可转弯装车平台配合滑轨的快速撤架工艺。滑轨、滑靴、转弯平台及装架平台在工作面的具体布置方式，见图1。

2 回撤工艺流程及操作步骤

2.1 可转弯装车平台配合滑轨快速撤架工艺流程

工作面拆除支架-拖移至滑轨上(100#架处)-支架穿滑靴-拖移至转弯平台脱滑靴-拖移至支架装车平台装车(安装在进风顺槽内距离拆架巷5 m)-轨道巷-上井。

2.2 操作步骤

1) 拖移支架至滑轨上。支架拆除后，由安设在90#架处的回柱绞车拖移至滑轨起点(100#架处)。通过使用变向轮及变换牵引支架位置，使支架上到滑轨平台。

图1 8421综放工作面可转弯装车平台配合滑靴设备回撤布置图

2) 支架穿滑靴。滑靴预先放置在滑轨平台前与轨道固定牢靠。穿滑靴前，使用JBSD-19回柱绞车牵引，使支架前端底座压在滑靴上。

3) 拖运支架。使用JBSD-19回柱绞车牵引支架沿滑轨滑至转弯平台处，由于转弯平台平面低于滑轨高度，支架在进入转弯平台时，滑靴提前掉落在平台上。将滑靴取走后，将支架整体拖入转弯平台。

4) 支架装架。支架底座全部进入转弯平台后，使用JM-14回柱绞车牵引支架至装车平台，并拖至支架板车上，通过装车平台上的四根千斤调整支架位置，使支架底座螺栓孔与支架板车上的固定孔对正，将支架固定在支架板车上后运输上井。

3 结构原理

3.1 滑轨

滑轨拖架的工作原理是支架在轨道上进行滑动，降低支架移动时的摩擦阻力，使支架能够更快，更安全地向装架平台移动。滑轨由钢轨及枕木组成，见图1。

为使拆除的支架能顺利上滑道，并在滑道拖架前“穿好滑靴”，在滑道的起始端安装上滑道平台，见图2。

上滑道平台主要由一块斜面铁板组成，铁板两侧焊接限位挡板，使支架上滑道后，支架底座两腿能准确的对正滑道上的两根轨道。

图2 上滑道平台结构

3.2 滑靴

滑靴结构如图3所示，其主要作用：一是确保支架沿滑轨方向移动，为支架做导向作用，防止支架滑出滑轨；二是防止由于滑道上轨道接缝较大或两根轨道连接处高差太大，导致支架在拖动过程中支架底座被轨道端头卡绊跳出滑轨。此滑靴的主要特点是在滑靴下部焊接了限位块，使滑靴在轨道上卡轨滑移，保证了支架拖移过程中的稳定性。

图3 滑靴结构

3.3 转弯平台

转弯平台结构如图4所示，其主要作用是使支架拖动到切巷末端时进行转弯，转弯过程中依然保证较小的摩擦阻力。在转弯前可以将滑靴从支架底座上取出。

图4 转弯平台结构

转弯平台主要由6块铁板连接组装而成，形成90°转角。由于铁板高度低于滑道高度，支架底座在移出滑轨时，滑靴自动脱落至转弯平台上，省去了人工起吊支架取滑靴的工序。之后支架在拖架牵引力的作用下，自动落入转弯平台。

3.4 装架平台

装架平台结构如图5所示，其作用是将支架安装在支架板车上。支架拖上支架板车后最大的困难就是将支架螺栓孔与支架板车螺栓孔对正，由于以往使用单体柱顶兑支架存在较大的安全隐患，所以在装架平台两侧设计安装了4个千斤，用于调整支架的位置。另外在装架平台前端下方安装了阻车器，限制支架板车前后移动。

图5 装架平台结构

4 应用效果

该套回撤设备已在阳煤集团五矿8421综放工作面成功应用，实现了安全、快速回撤，创造了较大的安全经济效益。

4.1 安全效益

使用滑轨拖架，钢丝绳受力小，消除了拖架断绳危险。绞车钢丝绳的磨损率、拆架绞车的损坏频率整体下降，实现了整个工作面拆除完毕拖架回柱机不更换钢丝绳，不更换绞车，提高了安全系数，保证了安全高效施工。同时因使用滑轨拖架，回柱机牵引力小，配合支架滑靴使用可防止支架钻底，同时减少了拖运支架时产生的浮煤，减少了人工清煤工作量。

4.2 经济效益

采用可转弯装车平台配合滑轨快速撤架工艺比使用传统工艺拆除整体工期提前15 d完成任务，可节约人工费用24.36万元，按采煤工作面每日可产商品煤5 000 t计算，可增加煤炭产量7.5万t，新增产值2 772.68万元，制作滑轨、滑靴、可转弯平台及装架平台的设计材料费用总计不超过20万元，且一次设计制作，可重复使用，新增利润可达194万元。