矿井大型液压支架安装技术优化研究

姬世东

（潞安集团漳村煤矿， 山西 长治 046032）

1 工作面情况

潞安集团某个矿井的综采作业面长475 m，现阶段已经开采到第5 层煤，其倾斜的角度处于8°～9°之间，11052 作业面处于11501 之下。

2 现有液压支架安装技术的分析

2.1 液压支架的分解方法

由于井筒内部不具有充足的空间，无法容纳整体大型液压支架，并且绞车也不能将其一次性输送到矿井中，因此必须将液压支架进行拆解，之后再分别将部件输送到安装区域，并在指定的区域进行组装，最后输送到该作业面的开切眼部位来进行安装。通过将矿井中的环境信息进行分析，应当将支架拆解成顶盖、底座及尾梁；将过渡架拆解成顶盖、底座、尾梁及立柱[1-2]。

2.2 液压支架的输送方式

在将液压支架进行分解之后，其顶盖应当长于平板车。输送的过程中若碰到倾斜巷道的时候，绞车的绳头与平板车之间的连接将会发生故障，通过对设备的各个参数及倾斜巷道的倾斜角度进行分析发现，当支架的顶盖高出平板车0.5 m 的时候，在输送的过程中绞车的绳头将会与输送车的顶盖尾端恰好错开，同时研发了相应的输送平台，提高了输送效率，而且这个平台可有效避免翻车事故的发生。图1所示为该平台的构造图[3]。

2.3 液压支架的安装方式

与矿井中巷道的环境、采区内巷道的分布及支架的运输形式相结合，提出以下两个安装方法：一是在将支架进行拆解之后，将其运输到1105 车场来进行组装，再将其输送到11052 的开切眼部位进行安装；二是在将支架进行拆解之后，直接将其运输到11052 的开切眼部位进行安装。

表1 为两种方法对比结果，由此可知，在本采区的巷道内，方法2 更具适用性，这是由于方法1 需要大量的操作人员，而且分布较散，导致车辆存在较大的调配难度，因此方法2 更具效果。

表1 安装方式对比表

图1 液压支架顶盖输送平台示意图（单位：mm）

3 液压支架安装的重要技术优化

3.1 开切眼的设计

ZF 10000/20/32H 型的液压支架的长高宽分别是7.4 m、2 m 和1.5 m 的，同时质量有27 t。通过将液压支架在叉车中的安装方向进行分析，对方向进行模拟调整，下页图2 为方向的模拟调整图。通过对该图进行详细分析，支架若处于切眼的调整方向时，切眼应当有8 m 的宽度，同时根据支架的高度将切眼断面的高度明确为3.2 m，净断面保持8 m 的宽度。以往所设计的切眼保持30°的坡度，其角度较为平缓，在输送设备的时候极易被卡顿，极大延长了安装的时间。因此，为了使切眼处维持顺畅的运输，应将其坡度设置为5°，同时将11052 巷道中所剩的20 m整个底板挖底，其量值为1 m。

图2 支架切眼模拟调向示意图（单位：mm）

3.2 调度车场的设计

通过对实际状况进行分析发现，将组装好的支架安装在11502 开切眼的部位，并且与煤壁相隔10m，在对支架进行组装时应当选择相应的起吊设备，因此必须设置一个车场用以调度，确保支架可以持续运输。通过开展研究发现，将该巷道的宽度扩大至6 m，并且将其所剩的70 m 设置一个大断面，在该断面巷道上方设置渡线道岔及双轨道，使该调度车场成为封闭式。

11502 巷道与1104 巷道之间间隔了6 m 的煤柱，绞车的酮截面与十字道的中心线之间相隔10 m或以上的距离，在开采的过程中将对煤柱产生破坏作用。因此，在该巷道与开切眼相距10 m 的时候，将巷道的中线向下移动2 m，以11°的角度来进行采掘，在经过10 m 之后就可以进行正常采掘，图3 所示的为调度车场的上部构造图。

3.3 液压支架的输送方式

该巷道作业面所需的普通型及过渡型的液压支架分别为93 台和5 台，因此必须设计一个顶盖装车平台，其数量为12 个；在将液压支架拆解之后，各个零部件都应当输送到第二采区回风巷道内的绞车机头处，根据绞车的运输状况，可以将尾梁及顶盖进行同时运输，之后再对底座进行运输，这样可以极大提升运输的效率，缩短时间。

3.4 液压支架的快速安装技术

在安装液压支架的时候，首先应当将尾梁及顶盖运输到酮室之内，其次利用相应的起吊装置来将这两个部件吊起，在吊起之后应当找准位置进行安装，而底座则需要利用绞车来输送到顶盖的下部，找准部位进行安装，最后完善剩余的部分。

图3 调度车场的上部构造图（单位：mm）

在成功安装液压支架之后，利用绞车将其输送到切眼上部的十字道处，其中需要将输送平板车和安装叉车进行平整的放置，开启回风巷道尾端的小绞车，利用该车将大平板及支架拉伸到四角道岔的部位，之后再对安装叉车的前沿进行调整，使其正对着大平板车的侧边，这样就可以更方便将支架转移到叉车上；利用叉车上方的操纵阀V 组来拉出防倒张紧设备上的油缸，之后再用钢丝绳来缠绕支架立柱，避免支架向下倒，因此应当将钢丝绳与叉车的油缸相连接，最后再将用来绑扎支架的钢筋剪断，取下螺栓；借助操纵阀组来将位于支架上的油缸前端的拉块及支架上的椭圆形孔进行配合，之后再收起推拉缸，利用叉车来载上液压支架，支架则从车上卸载跟装车，然后再将平板车移走；对叉车上紧缩缸阀组实施操作，将液压支架固定在叉车上，开启相应的绞车，为了使支架可以正常转动，应当将叉车向下移动2 m；对转盘控制组实施操作，调节推拉缸，使其与转盘形成较好的配合，转动叉车上方的液压支架，使其头部朝下，尾梁部对着绞车的酮室；开启绞车，将液压支架输送到安装部位的5 m 处；操作叉车左右两边的阀组，利用升降板的调节来对液压支架的转动方向进行控制；连接好液压支架的管道，操作相应的阀组，并提升支架，直至接顶，操作人员在进入到安全区域之后，专业人员解开紧锁缸，从叉车上将支架转移下来，输送到安装部位，然后再慢慢升起支架，直至与顶部相挨近，拉出前探梁、侧护板及推拉杆，将其与上一部输送机相连接，上述流程为普通支架的安装程序。

3.5 过渡架的安装技术

在对过渡支架进行安装之前，应当将绞车、叉车等装置清走，安装流程次序为3 号—5 号—4 号。通过运用起吊装置来进行安装，在安装之前应当将轨道铺设到4 号过渡架安装部位的正下方，同时将起吊锚索设置在其正上方，3 号过渡架可以使用4 台倒链来进行吊起，之后再进行卸车操作，最后将支架运输到3 号过渡架。将5 号过渡架运输到车场内，之后利用绞车将其输送到4 号过渡架，5 号过渡架也使用4 台倒链将其吊起，之后卸车，再将其运输到酮室的2 m 部位。

将4 号过渡支架运输到车场之后，利用相应的绞车将其运输到需要安装的部位，4 台倒链将4 号过渡架吊起来，之后再进行卸车，采用单体柱将其转移到安装的部位，完成安装。

4 结论

1）通过开展研究可以得出，将液压支架进行分解后运输，利用装车平台来提高支架顶盖运输的高效性。

2）设置相应的停车场，并将该停车场设置成为70 m 的闭合型。

3）通过进行模拟研究发现，设置了全新的开切眼之后，该支架就可以具备较高的运输效率，并且有助于方向的调整，一般状况下每天可以安装6 台液压支架，最多可以安装9 台，增强了效率。