机械化搬家技术在霍州煤电矿井综采工作面中的应用

陈腾飞

（山西焦煤霍州煤电集团丰峪煤业安装分公司,山西临汾031400）

0 引言

霍州煤电集团辛置矿、丰峪矿等矿综采面受综采设备重量、搬运方式、搬运距离、顶板稳定性控制等因素的影响，存在搬家效率低，安全性差等问题[1~3]。同时辛置矿、丰峪矿等综采工作面中有很大一部分是普采工作面改造而成，采面运输条件较差，不具备无轨胶轮车使用条件[4~5]。为此，文中提出机械化搬家技术应用到综采工作面搬家中，并根据所采工作面实际情况，与厂家配合研究一整套适用于霍煤集团煤矿综采工作面的综采工作面设备回撤与安装机械化工艺技术并不断优化改进，以期能在一定程度上提高矿井综采工作面生产效率以及安全保障能力。

1 传统液压支架回撤方式分析

具体辛置矿、丰峪矿等矿井综采工作面液压支架的布置情况见图1所示。

图1 综采工作面液压支架的布置示意图

液压支架是综采工作面搬家中耗时最长、难度最大的设备，提高液压支架搬家效率对提高可明显提升综采工作面搬家效率[6]。为此，文中重点对辛置矿、丰峪矿等以往采用的液压支架回撤工艺进行分析。辛置矿、丰峪矿等液压支架的回撤工作均包括以下3个步骤：

1）在液压支架前方安装固定定滑轮的装置，绞车钢丝绳穿过滑轮固定在待回撤支架前起吊眼上，在绞车拉力作用下抽采液压支架；

2）在绞车、单体支护以及人工操作相互配合下完成液压支架调向（液压支架调转90°）；

3）用过渡平台配合绞车将液压支架移动到平板车上，通过绞车移动平板车到指定位置。

以往采用的液压支架回撤方式抽架、调向及吊装等环节复杂、工作效率低，从而导致整个液压支架搬运工作耗时较长。同时抽架作业方式为切巷不铺设轨道，回柱绞车配合滑轮，使用钢丝绳牵引强行抽架，再使用单体液压支柱辅助，抽出后在切巷强行使用回柱绞车拉至机尾装车，容易造成钢丝绳断裂，出现安全事故。

2 机械化搬家设备及技术分析

机械化搬家主要设备有PHZ-60液压支架回撤平台、CAZ-35液压支架安装叉车、QYK-15矿用液压起重机，其中前两者用以液压支架回撤、安装使用，QYK-15起重机用以采煤机、刮板输送机、带式输送机等设备提升、搬运工作。

2.1 机械化搬家技术主要设备

2.1.1 PHZ-60液压支架回撤平台

回撤平台结构见图2，回撤平台动力由布置在副巷内的乳化液泵站提供，通过支架回撤平台上的牵引调向装置将将液压支牵引到平台上。液压支架牵引到回撤平台后旋转90°，从而支架调向，满足液压支架运输需要。

图2 PHZ-60液压支架回撤平台结构

支架回撤流程：

回撤叉车运至回撤平台并连接固定→回撤平台连接支架→回撤平台抽架、调向→支架经回撤平台上至回撤叉车→固定支架（掩护架及三角区维护）→回撤叉车运出工作面→支架倒装至液压装车装置→支架与平板车连接固定→副巷运出。

2.1.2 CAZ-35液压支架安装叉车

液压支架安装叉车是将液压支架运到指定位置并安装的设备，具体CAZ-35液压支架安装叉车结构见图3所示。

图3 CAZ-35叉车结构图

叉车在采面布置的2 000mm宽轨道上运行。平板车将支架运输到叉车位置后，用推拉装置将支架推拉至叉车上，升起升降板将支架从平板车上提起并通过自带的闭锁装置紧固液压支架；平板车返回运输另外的液压支架。

支架安装流程

副巷支架运至切巷口→平板车与安装叉车连接固定→支架卸车倒装至安装叉车→固定支架→安装叉车运至支架安装位置→支架卸车→安装叉车返回。

2.1.3 QYK-15矿用液压起重机

矿用液压起重机的结构图见图4，也是通过高压乳化液作为动力源。通过液压起重机起吊牵引设备至工作地点，并设置支顶装置支顶，确保起重机稳定。起重机吊壁最大仰角为30°且可实现180°旋转。采用起重机可实现对转载机、刮板机、机组、后配套的安装、拆卸工作，解决了人工使用导链吊装功效低，速度慢的问题。

图4 QYK-15矿用液压起重机的结构图

2.2 机械化搬家技术分析

采用机械化搬家工艺时应根据搬家设备性能、外形尺寸、质量等，制定可行的施工方法：

1）依据采面综采设备重量、外形尺寸等，制定确定综采设备安装（回撤）巷道、绞车安装硐室标准，从而为后续的综采设备搬家工作高效开展创造良好条件；

2）在安全高效的前提下，针对不同工作面实际情况，现场提前组织办公，确定最佳作业工序；

3）通过设备技术革新，适应了各矿井不同运输作业方式，确保搬家设备效能的最大发挥（例如：在李雅庄回撤2-612工作面，结合李雅庄矿单轨吊运输方式，我们自行设计制作过渡平台，在工作面使用抽架平台将支架抽出后，将支架通过过渡平台运输至单轨吊梁下方，再使用单轨吊直接调运支架，真正做到了安全高效）；

4）工作面安装（回撤）时，着重从锻炼专业化队伍入手，要求搬家队全员熟练操作搬家设备，并对搬家设备工作环境岗位危险源重新辨识汇编学习，确保施工安全。

在综采设备回撤、安装时通过液压系统带动的机械设备（CAZ-35叉车、QYK-15起重机、PHZ-60回撤平台等）运行搬运，作业人员可在相对安全位置实行远距离控制，从而实现液压支架抽架、运架以及倒装、拼装等机械化操作。同时采用机械化搬家技术可避免顶单体柱、打导链等环节，可在一定程度上实现机械化减人目的。

3 现场应用实例分析

2016年11月机械化搬家技术在辛置矿首次使用，先后成功完成了10-422综采工作面回撤、2-202工作面安装等工作。在10-422综采工作面回撤刮板输机中部槽时通过采用QYK-15起重机实现10个小班拆装200m刮板输送机，效率较以往的刮板输送机拆装方式提升一倍以上；针对10-422工作面正巷皮带机、转载机的回撤，没有运输通道问题，通过延长单轨吊梁，利用单轨吊小车先运输至正巷切巷口，再利用回撤支架用的2m轨道及回撤叉车将设备运输至机尾，用中部槽起重机装车，基本实现了回撤工作面的机械化作业，得到了矿方的认可，同时也锻炼了综采机械化安装队伍、熟悉了相关设备的性能、操作步骤。

2017年3月丰峪煤业采用机械化搬家技术实现了10-1301采面回撤及10-1303采面的安装，通过边回撤边安装，仅耗时30d即实现采面的搬家工作。在10-1303安装工作面副巷布置1台无极绳绞车、2套拐弯装置可实现设备运输需要。在安装、回撤中部槽时，将切巷2m轨道改造为600mm轨道，杜绝了重复钉道工程，为工作面回撤、安装缩短一半工期。回撤10-1301工作面时，使用10T液压起重机，每小班回撤工作溜子中部槽24节，比以往人工回撤中部槽每小班10节超出14节，提高了回撤效率；采用PHZ-60液压支架后每小班可回撤7架、采用CAZ-35叉车安装支架时每小班可安装6架，分别较传统人工回撤、安装方式增加3架、2架；同时避免人工抬、扛单体，降低劳动强度。

4 结束语

综采工作面机械化回撤搬家工艺技术是依托引进的液压叉车、起重车等设备实现综采设备机械化回撤、安装，能够有效地解决工作面大坡度安装、大吨位安装、顶板破碎安装等实际难题，减少了人员操作工序，提高了作业期间的安全系数。迄今为止在霍州煤电集团下述矿井中机械化搬家技术应用超过55次，降低综采设备搬家成本1.5亿元以上，应用效果显著。