煤矿液压支架回撤工艺与管理.pdf

总第2 0 8期 202 0年第8期 机械管理开发 MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Total 208 No.8,2020 专题与综述 D0110.16525/j l4-1134/th.2020.08.114 煤矿液压支架回撤工艺与管理 胡 永 大同煤矿集团恒宝源煤业有限公司， 山 西 朔 州 036012 摘要 通过分析传统支架回撤工艺以及专用回撤设备的特点， 对两种不同撤架方式进行对比， 同时详细阐述 了专业回撤设备的撤架工艺， 并针对液压支架回撤过程中存在的顶板稳定状态、 局部通风需要、 瓦斯超限管 理 、 大倾角工作面撤架以及高冒落区域作业等特殊状况采取针对性的安全措施进行相关讨论， 为综采工作面 安全高效撤离液压支架提供一定的技术参考。 关键词 液 压 支 架 回 撤 设 备 综 采 工 作 面 中图分类号TD355.4 文献标识码A 文章编号 1003-773X 202008-0268-02 引言 当前煤矿开采主要依靠于大规模的普通机械开 采 、 综合机械化开采以及综放的采煤方式， 而这类采 煤方式需要采用大量液压支架，当一个工作面完成 回采后需要将整个工作面的液压支架运输至地面检 测 、 维修或移动至新的工作面平面。 液压支架设备通 常较为笨重、 体积较大， 工作面走向较长， 因此， 不仅 对顶板的维护管理以及如何高效、安全进行液压支 架回撤提出了较高的要求。 1常见支架回撤工艺 1 . 1 传统支架回撤工艺 综采工作面通常采用双掩护架法进行综放工作 面内液压支架的移架和回撤， 该方法主要依靠两台掩 护支架作为过渡支架对被撤出支护的顶板进行临时 支护，再通过密度木垛或点柱对采空区域进行支护， 再通过人工和使用绞车等简易设备完成支架移动。 撤 架过程中应加强对煤层顶板周期来压的监控和顶板 支护， 及时进行相关调整确保支护能够安全撤出。 双掩护支架的回撤工艺通常为将双掩护支架 应设置在回撤支架相互对应位置， 并呈现并列排布， 具体应与被撤支架的立柱作为参照，通过与煤壁前 端的间距应不大于0.4 m的间距， 两支架平行间距应 小于0.3 m， 进行前后错位时， 间距应当小于1.5 m[ 1 ] ; 完成双掩护支架的设置后,应通过钢丝绳、 吊钩以及 滑轮固定被撤支架的端部，通过液压绞车将被撤支 架水平方向移出，并且应超出原支护状态下底座位 置后停止， 通过人工方式进行支架的转向， 转向角度 为 90 ,同时对被撤支架的原支护位置采用点柱或 密集木垛进行顶板控制；完成支架转向后再次通过 钢绞线、 吊钩和滑轮对支架端部进行固定， 使用绞车 收稿日期 2020-04-25 作者简介 胡永（ 1973 ） ， 男， 本科， 毕业于太原理工大学采矿 工程专业， 工程师， 现从事煤矿开采与安全技术相关工作。 使支架移动到设备吊装位置后可装车运离工作面； 被撤支架完成撤出后应及时使用掩护支架进行接顶 作业， 进入到下一个支架的撤出工序。 1 . 2 专用支架回撤工艺与设备 1.2.1回撤设备 传统支架回撤技术中机械化程度低， 大量步骤需 要人工完成，需要占用大量人力并且回撤效率低下， 同时人员直接进行回撤区域会存在一定安全隐患。 专 用支架回撤设备采用专用的液压支架回撤平台和回 撤运输车构成， 可通过回撤平台完成支架回收过程中 的移出、 转向并可运输至支架回撤车。该型设备的使 用能够将支架移出的固定和转向过程所占用的时间 大大缩减， 同时避免人员长期暴露在采空区域。 液压回撤设备通常由支护部和调向部构成， 其中 主要通过液压机械进行驱动。以调向部为例,该部分 由推移油缸、 转向轮、 回撤平台构成;而支护部分由液 压支架和支护横梁构成， 其支护原理基本与掩护支架 使用的方式相同,全程采用液压伺服进行控制， 操作 人员通过相应控制装置完成设备操作,支架通过伸缩 杆和横梁相互连接，支架可通过伸缩杆单独移动， 也 可以通过横梁拉动三组支架同时后撤[ 2 ] 。调向部分代 替原来人工转向和液压绞车， 将被撤支架移出工作面 并直接进行被撤支架的转向工作。 同时液压支架的回 撤运输车采用导轨式运动方式，相应的运输能力提 高,能够单次完成多组液压支架的运输工作。 1.2.2回撤工艺 1 前期准备工作。 清理支架撤离通道内的杂物， 避免不必要的干扰； 使用锚杆、 锚索、 锚网以及护顶 带等措施对撤离支架上方的顶板进行必要的加固； 检测液压支架状态， 及时对故障支架进行维修恢复。 2 回撤设备就位。在运输巷内铺设运输钢轨便 于回撤平台运输和行走机构的运移；将回撤支护支 架移动并设置在待撤液压支架平行位置，进行支架 2020年第8期 胡永煤矿液压支架回撤工艺与管理 269 安装， 并将回撤支架与平台横梁相互联系； 对回撤 设备中的各液压系统中的各管路、 油缸及阀体进行 检査。 3 支架回撤。 待撤支架完成牵引绳的联结后， 进 行待撤支架降架处置，同时将支护支架伸出并完成 顶板支护受力；撤架平台通过驱动液压油缸将待撤 支架牵移至待转位置，待转位置应为相邻未撤离支 架底板后端；调向牵移部再次驱动液压油缸并通过 转向轮完成待撤支架转向，转向角度为90 再 次水平牵引将待撤支架运输至运输行走机构处， 通 过行走机构将待撤支架运离工作面。 4 下部支护支架降架后通过调向牵引部移动至 下一待撤支架旁，进行支架牵引前的连接与相关检 查后进行到以下支架撤离阶段。 1 . 3 两种不同回撤方式的对比 1 牵引距离。传统支架回撤技术需要通过钢绞 线以及滑轮对被撤支架进行固定并通过绞车牵引， 绞车和回撤支架间的钢绞线过长，导致受力状态没 有专用回撤牵引车良好， 同时安全性能较差。 2 转向效率。传统支架回撤需要人工辅助完成 绞车和支架的转向， 增加人员的劳动强度， 同时占用 大量时间，采用调向牵引车可以直接通过液压系统 完成设备转向。 3 设备安装。 传统支架回撤设备简单， 但需要占 用大量时间对被撤支架进行固定和拆卸，专用支架 回撤设备的联结简单，同时动力驱动完成由液压系 统完成。 4 安全性。传统支架的牵引固定和转向需要大 量人员， 回撤区域存在顶板冒落危险,而人员需要长 时间暴露在该区域进行作业，也就增加安全事故的 几率。 2支架回撤安全技术措施 2 . 1 支架回撤顶板维护 支架回撤后原支架位置的顶板形成悬露，在无 支护条件下悬露部分顶板在上覆围岩压力作用下可 能会发生下沉和断裂，导致支架抱死从而影响设备 正常撤出。专用回撤设备配套有支护支架代替传统 支护方式的掩护梁结构，但根据需要沿一定间隔需 要额外设置点柱加强支护。针对高冒区域点柱应当 减少点柱间隔，一架一柱， 同时沿掩护梁下侧增加部 分点柱。 2 . 2 通风管理 工作面液压支架回撤阶段应加强工作面内的通 风管理，避免瓦斯积聚于局部供风量不足的现象发 生， 具体措施有支架回撤区域使撤架通道构成局部 通风的进风段， 全段采用全负压通风方式供风， 并且 根据 煤矿安全生产规程 中相关规定， 支架回撤阶 段局部通风的供风量应600 m3 /min;支架回撤期间 应确保瓦斯高抽巷的正常工作， 同时加强工作面上 隅角管理，通过瓦斯抽放或局部通风稀释等措施； 对于回撤区域出现的局部瓦斯积聚或涌出， 可适当 通常压风引射机或风障等措施进行处置进行瓦斯 稀释。 2 . 3 大倾角防滑措施 工作面大倾角区域进行支架回撤可能出现被撤 支架滑动、 倾斜， 为了避免该类事故的发生应对支护 的点柱进行联锁避免支护失效，同时对待撤支架通 过锚链连接并随支架撤出进行移设；同时支架和支 柱撤出过程应通过两台慢速绞车同时进行，一台进 行出架的同时使用另一架对顶梁前端进行控制； 同 时大倾角平面易出现滑动的还有临时堆砌的物料， 所以实际作业过程中应避免大倾角平面进行物料堆 积；大倾角工作面作业过程同时应避免沿倾角上下 面进行平行作业。 2 . 4 高冒区域防冒落措施 工作面采空区上部形成高冒区域主要是煤体前 方悬露顶板出现断裂并有大量的裂隙发育所造成 的，为了避免撤架阶段出现不可预知的顶板冒落现 象， 应对高冒区域的顶板进行维护和加固， 通常采用 马丽散等填充加固材料对破碎煤岩体进行加固提高 煤岩体强度。 同时应加强对顶板的支护， 增加对高冒 区域顶板进行支护的点柱和单体支柱的支护密度， 对被撤支架区域的托棚也应通过增加点柱进行加 强 ， 避免支架撤出后造成托棚的垮塌； 回撤过程中应 及时对非正常失效的点柱应及时恢复，同时应需要 在拆除的托棚和点柱的附近进行相应支护后再进行 相应拆除作业。 3结语 专用液压支架回撤设备的应用不仅能够极大地 节约人力方面的投入，而且能缩短整个液压支架回 撤周期的时间， 并确保整个撤架过程的安全性。 参考文献 [ 1 ] 郭胜利.复杂地质条件下综采工作面液压支架回撤技术[J].煤 炭工程,20067 35-36. 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[ 5 ] 陈海霞， 刘霞.虚拟原型技术在数控机床设计中的应用[J].机械 制造与自动化,20113 121-122. 编辑 贾娟） Application of Modeling and Analysis Technology of Mechatronics System in Mechanical Engineering He Jiangze Shanxi Xiangning Coking Coal Group Taitou Qianwan Coal Industry Co. , Ltd. , Xiangning Shanxi 042100 Abstract In view of the defects of long debugging period, poor reliability and high cost in the separate design of mechanical design and electrical system in most production enterprises, the application principle of the modeling and analysis scheme of mechatronics system in the design of construction machinery is put forward. The mechanical design and electrical system design can be analyzed by three-dimensional simulation, and the operation characteristics and linkage operation characteristics of the whole mechanical system are studied. According to the actual application, the modeling and analysis technology of mechatronics system can shorten the mechanical design period by more than 40. Key words mechatronics; modeling and analysis; mechanical engineering; linkage operation 上接第269页） Retreat Technology and Management of Hydraulic Support in Coal Mine Hu Yong Hengbaoyuan Coal Industry Co. ,Ltd. , Shuozhou Shanxi 036012 Abstract By analyzing the characteristics of the traditional support withdrawal technology and the special withdrawal equipment, and making a comparison of the two different removal s, the removal technology of the professional withdrawal equipment is described in detail. Finally, the paper discusses the safety measures for the safe and efficient evacuation of the hydraulic support during the hydraulic support withdrawal, which provides a certain technical reference for the safe and efficient evacuation of hydraulic support in fully mechanized mining face. Key words hydraulic support; withdrawal equipment; fully mechanized face