简易平台在厚煤层一次采全高综采面中的应用探讨

苏向东，李海彬，尹 华

(国电建投内蒙古能源有限公司察哈素煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 017209)

国电建投内蒙古能源有限公司察哈素煤矿3-1煤层位于延安组的中部，平均埋深363.2m。31采区3-1煤层，煤厚平均5.25m，煤层倾角1°～3°；直接顶为砂质泥岩、泥岩，1.6m～8.95m，平均3.4m；基本顶为细粒砂岩、中粒砂岩、粗粒砂岩、粉砂岩，厚度7.03m～33.66m，平均22.04m；直接底为1m以上泥岩、炭质泥岩(其中高岭土岩层厚度0.7m以上)，遇水易膨胀、泥化，采掘时均预留0.5m以上的底煤；煤层最短自然发火期为47d。参照《缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类》(MT554-1996)和煤层顶板岩性综合分析：煤层直接顶为1b，属不稳定顶板；基本顶的初次来压当量平均值为1113.89KN/m2，属Ⅳa级；煤层底板较软。

3-1煤层布置厚煤层综采面，采用走向长壁式采煤法，后退式采煤，采用大采高一次采全高综合机械化采煤工艺，自然垮落法管理采空区顶板。综采面宽度290.008m，采用ZY12000/28/63D掩护式液压支架进行支护，机头安装3台端头支架，机尾安装4台端头支架，中间架161架，端头支架与中间支架之间均安装1台过渡支架。液压支架中心距为1.75m，最大控顶距为5 940mm，最小控顶距为5 140mm。

由郑煤机生产的ZY12000/28/63D型液压支架，没有配备用于检修液压支架前梁下配置的各种管件的升降平台，液压支架前梁下配置的各种管件的维护、保养和更换工作便成为一大难题。

1 传统的解决方法及存在的弊端

目前，为了确保液压支架前梁下配置的各种管件的正常维护、保养及更换事宜，传统的解决方法主要有两种，现说明如下。

第一种方法就是搭设临时工作台，即，在需要进行正常维护、保养及更换前梁下管件的液压支架前梁下与刮板运输机之间，用钢管、木板等设施搭设一个临时用的工作台。做好一切防范措施后，液压支架维修工登上临时工作台，开始正常维护、保养及更换管件等工作。一个液压支架前梁下管件的维护、保养或更换等工作结束后，液压支架维修工离开临时工作台，再拆除临时工作台，将钢管、木板等设施转运至下一个液压支架位置，重新搭设临时工作台。也就是说，每每需要维护、保养或更换液压支架前梁下管件，就需要重复搭设、拆除一次临时工作台及转运一次钢管、木板等设施。

第一种方法存在的弊端有3点：①准备周期比较长，搭设、拆除一次临时工作台及转运一次钢管、木板等设施一般需要30min以上，而真正的维护、保养或更换管件等作业时间，常常不足10min，事倍而功不及一半，工作效率比较低；②至少需要2人配合，才能完成全部准备工作，液压支架维修工利用率低；③不能平行作业，搭设或拆解临时工作台、在临时工作台上作业等时间段，有关刮板运输机运转检修事项一点也不能做。

第二种方法就是冒险作业，也是最为常见的一种方法，如图1所示。液压支架维修工需要先将待检修的液压支架的前梁降下来，即同时降立柱、收平衡油缸；然后调整护帮板的状态，使前梁、双级护帮板形成一个平躺的“U”形状态；液压支架维修工就会踩着刮板运输机的电缆槽，进入到前梁与双级护帮板形成的所谓“防护空间”内，开始前梁下管件的检修工作；为预防双级护帮板不自锁，有的液压支架检修工还不忘记挂上一根承重吊带。

图1 冒险作业检修液压支架

第二种方法存在的弊端更为明显：①典型的违章作业，是各种规章制度所明令禁止的行为；②典型的冒险作业，误操作液压支架，或者液压支架误动作，或者从护帮板上跌落下来，都极有可能出现人身伤亡事故；③典型的空顶作业，参照《缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类》(MT554-1996)和煤层顶板岩性综合分析，3-1煤层直接顶为1b，属不稳定顶板，频繁的支撑顶板已经使直接顶的整体性变差，而顶梁离开顶板时空顶面积可达9m2左右，局部漏顶、冒顶的概率显著增加，甚至出现前梁着地的倒架事故，液压支架维修工的人身安全问题更无法保障。

2 简易平台的使用方法

针对ZY12000/28/63D型液压支架缺少专用升降平台的事实和临时工作台存在的弊端，结合作业现场实际情况和ZY12000/28/63D型液压支架前梁下的起重吊环配置情况，该矿设计制作了一款简易平台，如图2所示。

图2 简易平台示意

简易平台主要包括4根可伸缩吊钩、悬空平台、可伸缩限位装置三部分。可伸缩吊钩主要包括锚杆、钢管、限位销三部分，长度可调，上端挂在液压支架前梁下配备的起重吊环、胶管钢筋槽上，下端通过销子与悬空平台进行可靠连接。悬空平台骨架由钢管焊接而成，再在骨架上焊接固定上一层点焊金属网即可。可伸缩限位装置一端插入到悬空平台的钢管内，另一侧槽型限位装置卡在液压支架的立柱上。可通过旋转可伸缩限位装置上的锚杆帽，使悬空平台一侧紧贴护帮板，另一侧卡紧液压支架立柱，进而可靠稳定悬空平台。

简易平台各个组件叠加后厚度小，可以在液压支架行人空间内靠近立柱方便存储，而不影响人员通过和操作液压支架。整个简易平台均由井工煤矿上常用的锚杆、钢管、金属网等制作而成，耗材比较普通，极容易得到。简易平台结构简单，搬运轻便，拆装快捷，架间储存便利，综采面内可每隔20架存放一组。

检修液压支架前梁下管件：①从附近转运一组简易平台，将待检液压支架的护帮板收放至自由下垂状态(即护帮板不受护帮板牵引状态)，闭锁待检液压支架液压系统，通知控制台需要进入刮板运输机内，禁止运转刮板运输机；②进入刮板运输机内，在待检液压支架前梁下安装4根吊钩(根据日常使用习惯，吊钩长度已经调整好)，再将吊钩下端逐根连接到悬空平台上；③将限位装置一端插入悬空平台的钢管内，另一端的两个槽型限位装置分别紧贴立柱，分别旋转限位装置上的两个锚杆帽，使锚杆帽靠紧钢管口后，简易平台即组装完毕；④通知控制台人员已经离开刮板运输机槽，可以运转刮板运输机，备件要提前稳妥放置于简易平台上，然后液压支架检修工踩着刮板运输机的电缆槽进入简易平台内，挂上保险带，即可开展检修工作。整个简易平台的组装、拆解和转运，一个人即可轻松完成，用时5min左右，对刮板运输机的运转检修影响也比较小。

3 结论

该简易平台是针对察哈素煤矿3-1厚煤层综采面ZY12000/28/63D型液压支架缺少专用升降平台、临时工作台弊端较多、综采面上冒险作业频发等实际情况而设计制作的，结构简单，搬运轻便，拆装快捷，架间储存便利，可以有效缩短液压支架前梁下管件的检修准备时间和对刮板运输机运转检修的影响，提高液压支架维修工的工作效率和人员利用率。

目前，该简易平台已经申请了国家实用新型专利(“大采高顶梁管件检修平台”，专利号ZL201822265414.3)。若面向具有同类需求的井工煤矿及相关企业大力推广该技术，可作为相关企业采用的ZY12000/28/63D型液压支架前梁下管件的专用检修平台。