论大采高支架快速倒装的研究及应用

常建良

摘 要：大采高支架快速倒装是基于大采高支架各项参数远大于巷道和井筒的实际情况，在井下完成设备的短距离运输和工作面倒装，以降低设备运输距离和避免升井问题，从而提高支架的倒装效率和降低成本。范各庄矿ZY9200-2.55/55型液压支架为其首次应用大采高液压支架，对其大采高支架的快速倒装技术应用情况进行研究，更深入地了解大采高支架的应用优势和注意事项。

关键词：ZY9200-2.55/55型液压支架；大采高支架；倒装；应用

大采高支架相比常规液压支架，其各项参数更大且能够支护的空间更大，从而支持工作面在开采厚煤层时可以一次性采全高，避免了轻放支架存在的放煤不彻底问题，也避免了分层开采厚煤层带来的重复施工及安全问题，因此大采高支架开始广泛用于煤层厚度较大的矿井。ZY9200-2.55/55型液压支架是范各庄矿应用的大采高支架，由于在安装运输过程中，支架超长超宽导致不易运输和升井，且长距离运输容易带来各种隐患。通过进行论证探讨，认为倒装可减少大采高支架的回收运输路径，既可以缩短安装周期，节省上、下井操作环节，又可以提高设备运输的安全系数，实现安全生产。因此本文以范各庄矿为例，探讨大采高支架快速倒装的意义和应用情况。

1 大采高液压支架应用意义及范各庄矿应用现状

1.1 大采高液压支架应用意义

煤炭高效集约化生产是世界煤炭工业发展的方向。高产高效矿井建设，不仅提高了生产能力，而且，安全生产监测技术得到完善，显著提高了工人素质，并大量减少井下人员数量。实践证明，几年来，凡是建成高产高效的矿井，安全状况都有很大的改观，百万吨死亡率远远低于全国平均水平。综采设备问世后，世界上采煤发达国家普遍推广使用。发展高产高效矿井，最大限度地提高矿井经济效益，已成为煤炭企业的主要发展方向，也是衡量一个国家煤炭工业发达程度的重要标志。厚煤层一次采全高高效综采技术是世界煤炭井工生产技术主要竞争领域。同时，大采高液压支架能够实现厚煤层的一次性采全高，这将极大地提高煤炭资源的开采效率和回采率，对于提高我国资源利用率而言意义重大。

1.2 范各庄矿大采高支架应用现状

大采高液压支架的架型主要为高工作阻力的两柱掩护式支架，其支护工作阻力6000～10000kN，最大12000kN，支护高度2～5m，最大6m；支架立柱缸径250～380mm，最大480mm；支架中心距1.5～1.75m，最大2.0m；支架结构为整体顶梁，刚性连接的分体式底座，支架带有提底座装置，支架推移机构为推移千斤顶反装的倒拉框架式结构，支架控制方式为环形供液及电液阀控制，它可以实现自动控制调整支架的支护状态，支架的降、移、升循环时间小于10秒，支架的寿命试验高达50000次以上。

范各庄矿首次应用大采高支架时间为2014年的3123S工作面，型号为ZY9200-2.55/55，是该矿首次引进大采高支架并成功应用于工作面开采。支架最大高度5.5m，最小高度2.55m，支架中心距宽1.75m，支架自重38.6t，支架整体长度7.505m，单件最长4.436m。该设备在3123S工作面应用成功后，计划用于相邻工作面3125S工作面的开采中。

2 大采高支架的快速倒装

2.1 快速倒装情况概述

范各庄矿新井罐笼最大装载宽度1.46m，最大装载长度4m。ZY9200-2.55/55型液压支架已超出罐笼的装载范围，另外由于支架中心距宽1.75m，井下局部巷道受压力影响变形，运输宽度不够，所以研究ZY9200-2.55/55型液压支架在井下进行倒装。根据3123S工作面回收时的支架完好情况，如果结构件和液压件整体状况符合倒装要求，3125N工作面就采取倒装方案。

2.2 经济效益计算

倒装减少了回收运输路径，缩短安装周期，节省了上、下井操作环节。如果上井后再下井安装，按每组支架拆7车，共108组合计756车，每天上、下三组21车，不间断则需要36d，倒装则可缩短安装时间36d，按每天出勤200工，准备区可节省7200工，每工150元，可节省人工成本108万元（7200×150=108万）。而且倒装在减少人员操作环节的同时也增大了安全系数，按照2014年伤亡处理标准，发生一起事故矿业分公司直接经济损失达300万元，倒装能保证安全生产，也就创造了安全效益。

2.3 施工流程及预期目标

施工流程如下：现场察验设备状况→井下倒装试验1组→制定安全、技术措施→现场落实→立项的实施。

除了经济上可以节约成本，在技术创新能力方面，高端支架ZY9200-2.55/55型液压支架的运输与倒装，是范矿第一次尝试大采高支架的倒装，对支架倒装具有开拓的意义；在社会效益方面，可以提高高端支架ZY9200-2.55/55型液压支架的运输与倒装的安全系数，维护矿山运行稳定。

3 结语

综上可知，大采高支架的应用有利于矿井高效的开采厚煤层，既可以提高现场施工效率又可以提高煤层回采率，但由于大采高支架的各项参数超过了井筒罐笼和运输巷道的各项参数，因此运输过程复杂且成本极高。快速倒装则针对大采高支架的利用优缺点进行研究，在相邻工作面之间进行倒装，同时避免了设备二次升井以及长距离巷道运输，既可以降低运输成本，又可以提高安装效率，最重要的是保障了设备倒装的安全。因此大采高支架快速倒装的技术已经成型并成功应用于3125S工作面的安装工程。

参考文献

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[3]郭朋星，赵辉.大采高液压支架选型及适应性分析[J].煤炭技术，2010，（12）：4-6.

（作者单位：河北开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司）