机械化无坑木支架拆除工艺

机械化无坑木支架拆除工艺

彭松

（淮南矿业集团安装工程分公司安徽淮南232001）

摘要：综采工作面液压支架的回撤工程，一直是一项高难度、高风险的工程。传统工艺中使用绞车配合滑车进行支架拆除，绞车及滑车受力大，容易造成绞车钢丝绳断裂，滑车损坏等危险；另一方面回撤工作面在传统工艺中需要使用大量木料、工字钢等支护材料支护通风通道及老塘顶板，支护过程职工劳动强度大，危险程度高。因此探索出一套新工艺、使用新设备势在必行。以淮南矿业集团朱集东矿1232（1）回撤工作面的条件为基础，在迎头施工区域采用液压调移装置配合三台掩护支架拆架，三台掩护架确保了施工区域的顶板安全，后通道不再使用坑木支护，大幅减少支护材料，与传统工艺相比较，可节约支护材料约75%。液压调移装置的使用从根本上消除了绞车绳及滑车损坏造成的安全威胁，该装置使用全液压远距离操控，安全而且高效，从根本上实现了本质安全生产。

关键词：液压支架；回撤工作面；三台掩护架；新工艺、新设备

一、创新工作面简介：

施工工作面简介：朱集东矿1232(1)工作面长220m，最大倾角8°，平均倾角2°，运顺高于轨顺。工作面通道刷括宽度为3.0米，采用顺山钢带配合锚联网支护，煤帮侧采用10#铁丝金属网续联至实碴处，打锚杆加固煤壁。轨顺巷道变形严重，不能形成打运系统，工作面所有拆除的设备均由运顺打运上井。需拆除的支架型号为ZZ7000/13/26型，重20.2t，共计146架。

二、工艺改革说明：

1、拆除顺序

采用自下而上顺序拆除（轨顺方向为下，运顺方向为上：1#-146#）。

2、掩护架的就位：

使用传统拆除工艺拆除支架并将三台掩护架就位，掩护架就位位置如图【1】所示。

3、液压调移装置安装：三台掩护架就位后，安装就位TYH-300液压支架调移装置（以下俗称液压调移装置）见图【2】。如图【2】所示液压调移装置解体为两部分入井，一部分为6：横梁，一部分为设备主体（除横梁外其他部件）。

3.1、横梁安装就位：使用两台3t葫芦拴挂在横梁两端的销眼处，吊起后，将空车打走，然后松葫芦链条将横梁落至底板上，变换两台葫芦拴挂位置将横梁调至与三台掩护架平行，横梁与掩护支架的推溜头使用销轴及连接板连接固定。

3.2、主体卸车就位：调移装置使用四台5t葫芦卸车，选择拴挂点时严禁拴挂在机械手转动放置部件上，卸车后，使用两台5t葫芦挂在机械手一侧将机械手翻转90°。然后变换葫芦拴挂位置，使用4台5t葫芦将主体拉移至横梁上，与横梁用销轴连接，接通供液管路。

如图【2】所示，本机主要由：1.内臂；2.外臂；3.旋转油缸；4.摇摆座；5.基座；6.横梁；7.滑靴；8.提升油缸；9.吊环等组成。

其中：调移装置大臂部分由内臂、外臂及外臂内的拉伸油缸、吊环组成。吊环与液压支架通过链条连接；吊环随内臂而运动时，通过链条拉动液压支架一起运动。外臂套在内臂外，可对内臂起保护作用。转动提升部分有旋转油缸、摇摆座、提升油缸组成。旋转油缸可带动摇摆座和调移装置大臂一起左右运动，提升油缸可带动调移装置大臂上下运动，以上两过程均可拉动液压支架的运动，并将其拉到适当位置。行走部分有滑靴组成。基座上带有滑靴，滑行时可以减少阻力。

液压调移装置主要技术参数见表【1】

4.3、操作控制手柄，控制一侧旋转油缸拉伸，另一侧旋转油缸收缩，使大臂向煤壁一侧摆动，带动待撤支架向前面拉出1.8米（实际操作旋转最大偏移量），若待拆支架拉出距离不够可将大臂向老塘一侧偏移，使用缩链器重新调节链条长度后，重复上述过程将待拆支架向煤壁侧拉移。（如下图）

4.5、用绞车将液压支架拉出至装车平台处装车。

4.6、拉移掩护架

4.6.1、三个掩护支架的推溜缸向前伸出，推动横梁向前移动，调移装置随横梁一起向前移动。

4.6.2、保持掩护支架1、3的工作状态，降2#掩护架，收缩掩护支架2的推溜缸，拖动掩护支架2向前移动，移动到位后撑起掩护支架2。

4.6.3、保持掩护支架2、3的工作状态，收缩掩护支架1，收缩掩护支架1的推溜缸，拖动掩护支架1向前移动，移动到位后撑起掩护支架1。

4.6.4、保持掩护支架1、2的工作状态，收缩掩护支架3，收缩掩护支架3的推溜缸，拖动掩护支架3向前移动，移动到位后撑起掩护支架3，完成调移装置的自移。

4.6.5、重复上述过程直至将三个掩护架拉至待拆支架下侧。

4.6.6、若由于顶底板原因三台掩护架自移困难，可使用工作面JH-14型绞车逐个进行拉移。

4.7、以上已完成一个循环的撤除过程，可重复上述过程进行下一个待撤支架的拆除。

4.8拆至最后10架左右位置后，将5#绞车拆除，8#绞车就位在5#绞车的位置。

4.8、液压调移装置的拆除：将机械手主体与横梁之间的连接连接销轴去除后，使用8#绞车将其拉至工作面上口。然后使用3#绞车将其拉至装车平台上的平车上，使用40t锚链配合连接环将其封车锁牢，并打走。横梁使用同样的方法装车打走。

4.9、1#、2#掩护架拆除（待工作面支架拆除完毕后，最后拆除3#掩护架）

4.9.1、工作面145#架拆除完毕后及时在架窝内打木垛加强支护。

4.9.2、第1#、2#掩护架拆除：使用8#绞车钩头挂在推移头上，掩护架降架至最低位置，将支架拉至工作面上口，然后使用3#绞车挂推移头，8#绞车挂支架尾部，两部绞车配合将支架调至架头朝向运顺，摘去8#绞车钩头，3#绞车将支架拉上平台装车。掩护架拆除后及时在原掩护架位置打上木垛加强支护。

4.10、146#支架（最后一架）的拆除：145架拆除后在架窝处打一个木垛，在最后一架上方使用木点柱将架顶工字钢支撑牢固，并将附近顶板使用点柱加强支护（由于6#绞车位置影响，暂时打不上木垛）。

4.10.1、使用10#绞车钩头通过25t卸扣及销轴与待拆支架推移头连接牢固后，降待拆支架，使用3#绞车直接将支架拉出架窝并拉至装车平台处装车。

4.11、3#掩护架拆除：待最后1架拆除后进行拆除，拆除方法与2#掩护架拆除相同。3#掩护架拆除后及时在掩护架位置及工作面上口打木垛加强顶板支护。

三、效益：

（一）、安全效益对比

1、使用三台掩护架临时支撑顶板相比原来的工艺（一台掩护架，配合大量的木料支撑），顶板支撑强度大大提高。有利于拆除期间的顶板管理，提高安全保证，避免顶板事故。

2、使用液压调移装置拆除支架从根本上杜绝了工作面内使用绞车、滑车、单体等拆除支架，不存在滑轮三角区、绞车绳道等不安全作业空间，消除了以往拆架过程中回柱绞车在抽架过程中易断绳，拨滑车等伤人的隐患，并且不再需要频繁倒换绞车钩头。使用调移装置一次性就能够将待拆支架抽出、调正。并且整个过程全液压远程操控，从根本上实现了本质安全。

3、由于使用三台掩护架，不需作业人员进入顶板不稳定的后通道打点柱进行支护，彻底杜绝了顶板冒落埋人事故，安全性大大提高。

（二）、人力成本效益对比

1、由于大大减少了木料的使用，不需人工进行木料的转运及支护，大大的节省了人力资源，降低了职工的劳动强度。

2、由于使用液压调移装置拆除支架，不需再使用人力打单体，摘挂滑车等工艺，很大程度上降低了劳动强度，提高工效。

综上两项：使用调移装置拆架时只需要1名液压操作工，2名链条链接操作人员，一名指挥人员，迎头共计4名施工人员即可。比传统的拆架工艺减少了4到6人。节省了大量的人力资源。

（三）、工效对比：

使用机械手拆架从支架降架到支架被抽出，仅仅用时十分钟，调正十分钟左右，后方通道不需再耗费大量时间进行支护。而传统拆架工艺拆除一架（包括后方通道维护）需要大于80分钟左右，拆架时间大大缩短。传统拆除工艺相似工作面平均每小班拆除液压支架3-4台支架，使用该调移装置以后，平均每小班拆液压支架6台，工作效率大大提高。对于工作面的防火工作赢得了时间，可以节约大量的防灭火工作和节约防灭火投入。由于该面支架状况不好，百分之七十的支架后立柱已损坏，降架比较困难，从而拉长了拆架时间，如果去除外因的限制拆架速度还可以进一步提高。

（四）、经济效益对比

1、由于使用三掩护架配合液压支架调移装置拆除支架，三台掩护架较传统一台掩护架相比临时支护面积增加三倍，从而使得支护工艺产生变革，该工作面采用无坑木（少坑木）支护，三台掩护架就位好后每拆除一架老塘只需2-3根点柱料，掩护架后通道不需支护；而传统工艺每拆除一架需要11-12根点柱料，且每隔5-7架左右需架设木垛一个，按146架计算需要20个木垛。整个工作面拆除完成节省木料计算：点柱料：第五架掩护架就位，则146-5=141架，每架节省点柱料平均9根，则141×9=1269根，木垛按20个计算，每个木垛平均需木垛料24根，则：20×24=480根。木料共计1749根，每根平均按两米计算，每立方米木料按市场价1200元/m³计算：3.14*0.15²*2*1749*1200≈30万元。

2、加之与原工艺相比较不需大量的人工运送木料，打临时点柱。每班可节约人工5人，每工每班按220元计算，按90小班施工计算：5×220×90=9.9万元

综上两项共创造经济效益约40万元。

四、推广与使用：

使用该拆除工艺后，使得拆除、支护等整体工序简化，工艺简捷、安全，有利于全面实现综采工作面机械化拆除的推广。本次施工得到了公司、矿方及集团公司的赞赏，今后该拆架新工艺、新设备将在全集团公司各矿推广使用。

参考文献：

[1]《煤矿安全规程》编委会．新版<煤矿安全规程》．北京：煤炭工业出版社，2015．

[2]马震，杨月飞.综采工作面液压支架作为掩护支架快速回撤技术研究[J].煤炭工程，2013(4)，38-40.

[3]龙兴全.掩护支架在综采工作面拆除中支护顶板应用论文[J].中小企业管理与科技，2011(11)，130-130.