装卸液压支架平台的设计

冯红斌

(大同煤矿集团 四台矿，山西 大同 037006)

大同煤矿集团四台矿是老旧矿井，产量任务重，平均每年综采搬家20多次，而煤层赋存构造比较复杂，要实现搬家不停采，工作量较大。为保证和实现安全、高效地完成搬家任务，该矿设计研制了综采工作面搬家装卸支架的装架平台和卸架平台，以提高工作效率。

1 制作装卸液压支架平台的必要性

1.1 装卸液压支架工艺多，工作量大

当综采队工作面停采前40～50 m时，必须在出架顺槽挑吊装硐室，具体工艺：

1) 选位置。吊装硐室的位置必须满足巷道顶板完好平整，没有构造，而且高度必须符合起吊要求。保证在进行爆破作业时顶板不会出现跨落，不破坏保护煤柱和均压巷。

2) 打锁口梁。位置选好后必须在3 m范围的边缘打4根3 m长锁口钢梁，每根钢梁用3根6 m长钢绞线支护，保证在爆破作业时顶板不会扯开影响该处的支护质量。

3) 搭盘。在爆破作业前要在吊装硐室位置顺槽皮带上方用20根3 m长圆木，100根道木搭设一个牢固的平台，防止爆破作业时放下的矸石砸坏皮带设备影响正常出煤。

4) 吊装硐室高度为4.2 m(自轨道面算起)，形状为圆台体，上圆直径为2 m，下圆直径为3 m. 中间布置4个掏槽眼，边上布置8个周边眼进行爆破，为了人员安全及顶板的维护，至少要放三茬炮才能完成作业。

5) 吊装硐室的支护及护网。吊装硐室爆破结束后必须及时进行锚杆和钢绞线联合支护，由于起吊硐室比较高，打支护时很不安全，而且还存在与综采队组平行作业的问题，增加了安全隐患。因此，支护的同时还必须进行护网，防止零星矸石掉落伤及作业人员，吊装硐室支护共需6 m的钢绞线12根，金属网5张，铁托板30块，锚杆30套。

6) 支护结束后，还需在吊装硐室中间顶板打两个起吊盘，安装2个30 t滑轮，起吊支架。

7) 爆破的矸石必须人工打碎装在顺槽皮带拉走，增加了工人劳动强度和工作量。

1.2 安全风险高

1) 稳装工作面支架时需要打混凝土卸架台，由于每次掘进过程中底板不平等因素必须起底作业，有时也需要进行爆破作业。由于工作面搬家准备工期短、任务紧、工作量较大，做成的混凝土卸架台没有得到充分的凝固就投入使用，造成卸架时易损坏卸架台，易在卸架处产生地面坑洼，严重时会出现约1.5 m的深坑，致使卸架时困难大，而且每个工作面稳装支架都要做卸架台，费时又费工。

2) 在装架过程中，当支架起吊后需人工进行位置调整并清理支架带出的浮煤沫，对作业人员有很大的安全隐患。

2 装卸液压支架平台设计制作方案

2.1 装架平台的设计

为了确保液压支架顺利的安装到平车上，设计制作了倾斜的安装平台，方便液压支架安装上平车。其示意见图1.

图1 装架平台示意图

1) 制作要求。

a) 装架平台必须能够承受液压支架的重量，要求强度高。

b) 要求装架平台重量轻，这样在井下搬运平台方便省力。

2) 设计思路。

a) 将液压支架装架平台制做成一个斜面直接和平车对接，让需要装到平车上的液压支架直接运送到平车上，同时在平台的侧面焊接锚锁底座，使平台和地面连接以稳固平台。

b) 控制液压支架在平台上的运动，在第一部分的斜面平台上，用2根钢板八字形焊接在斜面上，越接近地面方向钢板间距越大，让液压支架从大口进小口出，可以更好地调节液压支架的运动轨迹，越到上面钢板间距越小，也越接近液压支架宽度，从而更好地控制液压支架运动方向。斜面继续向上，边上有两块钢板的距离控制液压支架的运动。斜面平台和第二部分用高强度螺丝连接，边上用法兰连接，中间也要连接，连接处掏空，方便用工具拧紧螺丝。

c) 液压支架从平台运动到平车上。第二节的平面部分和平车搭接，平面部分和平车同高，使液压支架可以装到平车上运走，第二节装液压支架的平台底部有导轨，使平车台面及碰头可以深入到装支架的台面里。

2.2 卸支架的平台

卸支架平台是装支架平台的反过程：其工作原理要比装支架平台的工作原理简单，也是有两节组成：

1) 运动路线。第一节卸支架平台和平车搭接，让液压支架从平车运动到卸支架平台的平面上，然后再进入平台的斜面，最后运动到卸支架平台的第二部分。

2) 控制液压支架的运动。卸支架平台用两根平行的工字钢控制液压支架的运动，第一部分用法兰螺丝和第二部分连接，第二部分完全是斜面，斜面上工字钢为平行安放，控制液压支架的运动。斜面的下面，在斜面的底部，还伸出一块钢板，液压支架可以在钢板上运动一段距离，平稳地落到地面。

卸支架平台示意图见图2.

3 效 果

1) 装架平台与装架车进行了很好地对接，支架通过回柱绞车直接一次性拉至装架车固定位置，保障了装架人员的安全。装架台的安装稳设只需在装架位置进行地锚固定，避免了爆破作业、顶板支护作业和多人平行作业的问题，做到了既安全又省工省力。

2) 卸架台的设计加强了稳固性能，彻底解决了混凝土卸架台易损易坏的问题，使稳装牢固简单，拆除方便，既保证了人员安全，又节省了工时。

3) 装架台和卸架台的使用不仅保障了人员的安全，同时在机加工方面做到只需一次加工就可重复使用，节省了装卸液压支架的人力、物力。

4 经济效益

装卸支架平台在工作面应用所需费用和以往打硐室费用相比较：

1) 装卸支架平台所需材料、人工费用。

a) 装架台加工安装制作需人工5个，每工按200元，人工费用1 000元；25 mm钢板4.9 t，按3 400元/t，材料费用16 660元。

图2 卸支架平台示意图

b) 卸架台需人工5个，每工按200元，人工费1 000元；25 mm钢板4 t，按3 400元/t，材料费需13 600元。

装架台和卸架台一次性加工稳装所需材料费用30 260元，人工费用2 000元。

2) 起吊硐室所需的材料、人工费用。

a) 通常挑一次起吊硐室需要人工30个，每工按200元，人工费用6 000元。

需材料消耗：

锁口钢梁4根，按257元/根，计1 028元；

6 m的钢绞线12根，按40元/根，计480元；

锚杆30套，每套30元，计900元；

金属网5张，按142元/张，计710元；

铁托板30块，按34元/块，计1 020元；

因此，每次挑一次起吊硐室的材料费用共需要10 138元。

b) 每次稳装工作面做一个混凝土卸架台需要人工10个，每工按200元，人工费用2 000元。

需要材料消耗：

6 m3沙子，按35元/m3，计210元；

2.5 t水泥，按360元/t，计900元；

4 m3石子，按42元/m3，计168元，共计3 278元。

每次搬家每个工作面起吊硐室和混凝土卸架台作业的材料费用需13 416元，人工费用8 000元。

按每年该矿搬家18次计算，起吊硐室和混凝土卸架台作业需人工费用108 000元，材料费用241 488元；现每年18次稳设装架台和卸架台只需人工180个，材料费用30 260元，每年人工费和材料费共节约283 228元。

卸支架平台及装支架平台实物图见图3,4.

图3 卸支架平台图

图4 装支架平台图

由图4可见，液压支架正在装支架的斜面上，装支架平台已经和平车连接，平车凸出的碰头镶嵌在装支架平台凹进去的地方，液压支架通过18.5 kW回柱车用钢丝绳拉到平台的平面上，最后到达平车上完成装车。

5 结 语

装架平台和卸架平台在四台矿应用效果良好，彻底解决和消除了起吊的安全隐患，而且降低了劳动强度，减少了工作量，降低了成本，提高了工作效率，为该矿实现安全、高效的搬家准备不停采工作发挥了重要的作用。