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1、綜放面設(shè)備安裝與回撤新工藝的提出
    小康礦自然地質(zhì)條件為高應(yīng)力、極軟巖、強膨脹，屬于國內(nèi)外罕見。圍巖屬性及巷道變形特征給巷道支護形式的選擇帶來非常大的困難，特別是綜放面開切眼跨度大、圍巖變形快，一直是困擾小康礦綜放面設(shè)備安裝的技術(shù)難題之一。以往一直采用小斷面掘進，邊開幫邊安裝的方法。此方法工藝復(fù)雜，調(diào)試時間長，從開始安裝轉(zhuǎn)載機、前后部輸送機、液壓支架、采煤機，到試生產(chǎn)一般需用45d，其中安裝130組中部支架一般需用20d，安裝速度較慢，安全事故幾率較大。另外，綜放面回撤是人工使用單體、滑輪、絞車將液壓支架拉出原位并進行調(diào)向，然后就地分解為前梁、尾梁、主體，分解時采用手拉葫蘆起動機；分解后采用“旱地行船”的方法利用絞車拉至回風巷裝車硐室，再用絞車把各部件拉上裝車平臺，用起吊缸將部件吊起放到平板車裝車運走。此方法工藝復(fù)雜，勞動強度大、安全隱患大、配件損失嚴重，一般需用40d才能結(jié)束回撤綜放面設(shè)備工作。
    為了適應(yīng)煤炭生產(chǎn)日益增大的需求以及提高企業(yè)效益，小康礦以總結(jié)、提高軟巖支護技術(shù)水平為基礎(chǔ)，改進綜放面安裝與回撤工藝，提出了綜放面設(shè)備安裝與回撤采用機械化，并且自行研制加工安裝液壓支架用的組裝起吊架、支架運輸車，安裝前后輸送機中板用的機械手與回撤液壓支架用的工作平臺等機械設(shè)備，通過S，S，段綜放面回撤與S：S。段綜放面安裝井下工業(yè)性試驗，使回撤工期提前18d，安裝工期提前31d，為小康礦增產(chǎn)原煤155kt，凈增收入達155.0萬元。
2、綜放面開切眼及組裝硐室支護技術(shù)
2.1  開切眼及組裝硐室工程特征
    S2S6段綜放面開切眼長度為200m，煤層厚度為7. 80~11. 95m，平均厚度為8.15m。開切眼斷面形狀為橢圓拱形，凈高為3. 5m，凈寬為7.5m;組裝硐室長度為40m，斷面形狀為半圓拱形，凈高為4. 3m，凈寬為6.0m。
2.2圍巖變形特征與支護形式
2. 2.1圍巖變形特征
    S2S6段綜放面煤層無偽頂，直接頂為25~ 40m厚的油頁巖，易風化、冒落，難維護；其底板為粉砂巖，局部發(fā)育粗砂巖。該面煤層頂?shù)装逯饕�物理力學特性參見表1。
    表1資料表明，該綜放面回采巷道圍巖具有軟巖、高應(yīng)力、強膨脹等特性。
    在掘進施工S．S6段綜放面兩巷過程中，分別對4.6m，5.0m，6.0m跨度的U36型鋼拱形棚支護的巷道圍巖變形進行了觀測、分析和研究，其變形規(guī)律如圖1所示。
    由圖1可知，底板變形速度顯著大于頂板和兩幫，底鼓速度為15mm/d，兩幫收斂速度為4mm/d，而頂板下沉速度為2mm/d，巷道跨度越大，底鼓量越大，亦越難維護。
2.2.2  開切眼及組裝硐室工程支護形式
    根據(jù)S2S6段綜放面兩巷圍巖變形觀測結(jié)果，結(jié)合建礦以來軟巖支護經(jīng)驗，重新確定了開切眼及組裝硐室支護形式。
    支護形式為U36型鋼橢圓拱形棚（開切眼）及半圓拱形棚（組裝硐室），錨桿、掛網(wǎng)、剎木拌、噴混凝土的復(fù)合支護，見圖2和圖3。
    另外，為保證開切眼及組裝硐室的寬度，防止棚腿受側(cè)壓作用而變形，兩側(cè)棚腿打錨桿鎖緊，每根錨桿的錨固力需達到100kN以上。
2.3支護效果
    上述支護方案實施后，開切眼及組裝硐室的底鼓基本得到控制。巷道經(jīng)過lOd左右以后，收斂速度基本趨于穩(wěn)定，高收斂速度保持在30mm/d，寬收斂速度保持在4mm/d。圍巖變形量減少了一半以上。通過一次性臥底，即可為綜放面設(shè)備安裝提供所需空間。
3、液壓支架回撤工藝
3.1回撤機具
    S2S3段綜放面回撤液壓支架設(shè)備布置如圖4。
    (1)在工作面內(nèi)鋪設(shè)43 kg/m的鐵軌，軌距1. 8m，與回風巷內(nèi)軌道相連軌距為0.6m的軌道重復(fù)鋪設(shè)10m。
    (2) JD-40和JD-25絞車各1臺，布置在機尾處，分別牽引支架運輸車和平板車。
    (3)回撤液壓支架工作平臺，安裝在欲回撤液壓支架正前方。
    (4) 14T回柱絞車2臺，布置在重復(fù)鋪設(shè)軌道斜前方，一個是牽引平板車至重復(fù)鋪設(shè)軌道處，另一個作為輔助使用。
    (5)組裝液壓支架運輸車。
    (6)平板車，從地面下井經(jīng)S2S3回風巷至后安全出口處運輸支架等設(shè)備用。
(7)彎道1組，裝有液壓支架與尾梁后的平板車經(jīng)彎道返至S，S6回風巷。
3.2方法與步驟
    (1)將工作平臺的引架平臺伸入到欲回撤液壓支架底座下面，將工作平臺上的2臺14T回柱絞車的牽引鋼絲繩從兩個調(diào)向定滑輪繞過，大繩鉤子掛在欲回撤液壓支架底座上的起吊孔上，由回柱絞車正反轉(zhuǎn)帶動鋼絲繩收、放，將支架沿引架平臺平移拉到工作平臺的調(diào)向平臺上，再將大繩鉤子在支架底座上的起吊孔互換位置，通過調(diào)向定滑輪進行調(diào)向，使支架方向與煤壁一致；最后將支架拉到工作平臺的裝車平臺上。
    (2)啟動JD40絞車將液壓支架運輸車拉到工作平臺的裝車平臺處，調(diào)節(jié)支架運輸車上的吊掛液壓支架伸縮缸，把4個起吊鉤子分別鉤在支架底座上的4個起吊孔內(nèi)，將支架吊起，然后啟動JD-40絞車將支架運輸車拉到重復(fù)鋪設(shè)軌道處，調(diào)節(jié)支架運輸車上的前后兩側(cè)伸縮缸升起支架運輸車，使液壓支架距軌面500mm，確保平板車能從支架底部順利通過；在液壓支架離開工作平臺后，利用工作平臺上的錨固缸及掩護支架的推拉缸，完成工作平臺及掩護支架前移工作，使得工作平臺的引架平臺伸入到下一個欲回撤液壓支架底座下面，重復(fù)著回撤液壓支架工作。
    (3)將14T回柱絞車的大繩鉤頭掛在平板車上，啟動回柱絞車牽引平板車（一次牽引兩個平板車）到支架運輸車處，使得后面平板車正好處于液壓支架正下方；然后調(diào)節(jié)支架運輸車上的前后兩側(cè)伸縮缸及吊掛液壓支架伸縮缸，使4個起吊鉤伸出，把液壓支架底座平穩(wěn)地落到平板車上，并用~15.5mm鋼絲繩將液壓支架與平板車綁牢；而后調(diào)節(jié)支架運輸車拆卸尾梁的伸縮缸，使得拆卸鉤子掛在尾梁的起吊孔上，進行拆卸尾梁；將分解后的尾梁通過調(diào)節(jié)支架運輸車拆卸尾梁的伸縮缸把尾梁平穩(wěn)地放到前個平板車上，并用~15. 5mm鋼絲繩將尾梁與平板車綁牢；最后將JD-25絞車的大繩鉤頭繞過定滑輪掛上載重平板車，摘除14T回柱絞車的大繩鉤頭，啟動JD-25絞車將載重平板車通過彎道運至S．S3綜放面回風巷安全出口處；載重平板車運出支架運輸車后；支架運輸車依次重復(fù)著液壓支架運輸、分解的工作。
    每撤兩組支架須及時拆除1節(jié)1. 8m軌道。
4、前、后部輸送機及液壓支架安裝工藝
4.1安裝機具
    S2S6開切眼安裝設(shè)備布置如圖5所示。
    (1)在切眼內(nèi)鋪設(shè)43 kg/m的鐵軌，軌距3. 1m，與組裝硐室內(nèi)軌距為0.6m的軌道連接成“十”字形以形成四角變道，實現(xiàn)平板車內(nèi)支架轉(zhuǎn)載向液壓支架運輸車，從而改變支架在開切眼內(nèi)運輸時支架方向，確保與煤壁垂直。
    (2) JD-55絞車2臺，布置在機尾硐室中，牽引支架運輸車。
    (3)安裝前、后部輸送機中板機械手1個，安裝在開切眼內(nèi)。
    (4) 14T回柱絞車1臺，布置在機尾，將裝有組裝好支架的平板車拉至四角道處。
    (5)安裝液壓支架運輸車1臺，長3.3m，寬
2. 47m，高1.8m，運輸車前后間距1.73m。
    (6)組裝液壓起吊架1個，設(shè)在長度為40m的組裝硐室內(nèi)，將在SZS3綜放面分解的支架在這里重新組裝。
    (7)彎道1組，卸完支架后的平板車經(jīng)彎道返至S2S6回風巷。
4.2方法與步驟
4. 2.1安裝前、后部輸送機中板
    在開切眼內(nèi)組裝機械手后，機械手沿軌距3. 1m軌道通過機械手上的絞車牽引至前、后部輸送機機頭過渡槽處（機械手上絞車的牽引鋼絲繩繞過定滑輪后鎖在機械手上，機械手在軌道上前后運行靠自身絞車的牽引來實現(xiàn)。），把裝有中板的平板車放到對中板地點，機械手動作安裝前、后部輸送機中板。
    (1)機械手行走至裝有中板平板車前方；
    (2)降大臂至裝中板車正前方，安起吊架，每兩塊中板為一組，將起吊架放在兩塊板中間，用限位銷將其鎖住；
    (3)擺動大臂至鋪板位置，降小臂，串引鏈繩，降大臂中板落地，安啞鈴銷，抽出限位銷，升小臂、大臂，同時擺動大臂至裝中板平板車上方。
4.2.2液壓支架組裝
    將ZFS7200/17/29H支架在S，S3綜放面分解為主體和尾梁；將尾梁裝在一個平板車上，支架主體裝到另一個平板車上，并用~15. 5mm鋼絲繩將其與平板車綁牢，然后將載重平板車通過S2S3綜放面回風巷、回風斜巷、S回風中巷、S2S6綜放面回風斜巷、回風巷運至組裝硐室。
    在組裝硐室內(nèi)，首先將尾梁車放到組裝起吊架后側(cè)的組裝位置，通過調(diào)節(jié)組裝液壓起吊架液壓系統(tǒng)起吊的組裝液壓閥，由液壓缸帶動組裝液壓起吊架內(nèi)起吊用的鉤子將尾梁吊起，將平板車放入邊道；放支架主體至起吊架中部的組裝位置，在調(diào)節(jié)尾梁的位置時，尾梁與支架主體銷孔插入銷子使其形成一體。摘下起吊鉤，由14T回柱絞車牽引支架進入四角道。
4.2.3支架運輸
    液壓支架形成后，將JD-55絞車大繩鉤頭掛在液壓支架運輸車的銷子上，啟動絞車，將支架運輸車拉至四角道旁靠近機尾硐室側(cè)；繼而將回柱絞車的大繩鉤頭掛在裝有液壓支架的平板車的銷子上，啟動14T回柱絞車，將平板車拉至四角道處后，靠近支架運輸車停穩(wěn)；將準備好的高壓管頭接在支架及支架運輸車的液壓管接頭上，并插入U形銷固定，形成支架及支架運輸車的液壓系統(tǒng)，使支架運輸車伸開前兩個活動輪；調(diào)節(jié)支架液壓閥，升高支架的4個立柱；然后啟動JD-55絞車牽引支架運輸車，使其進入支架中，調(diào)節(jié)操縱閥收支架的4個立柱，使支架的前梁、尾梁與主體連接處分別卡在支架運輸車兩端立板上，再調(diào)節(jié)液壓支架立柱加長桿的伸縮，使支架底座懸空距平板車250mm;然后再調(diào)節(jié)支架運輸車的液壓閥，將支架運輸車的兩個活動行走輪立起，使其能在軌道上運行；利用組裝硐室的14T回柱絞車將平板車抽出，由彎道返出至回風巷；將支架及支架運輸車的外接高壓管U形銷拔掉，拆掉外接管路，從而完成了由平板車向支架運輸車換支架，確保支架在開切眼內(nèi)運輸時支架方向能與煤壁垂直。最后，依靠絞車牽引及滑輪導向作用，將液壓支架運輸?shù)桨惭b設(shè)計位置。
4.2.4支架安裝
    液壓支架運到需安裝位置后，將準備好的高壓管接頭接到支架的液壓管接頭上，插入U形銷固定，使支架的液壓系統(tǒng)形成。調(diào)節(jié)支架液壓閥，使支架底座落地，再調(diào)節(jié)支架液壓閥，升高支架立柱，使支架頂梁與運輸車的支撐點脫離，然后利用絞車從支架中抽出支架運輸車，拉至機尾四角道處．重復(fù)支架運輸工作。最后調(diào)整支架高度，使其能有效接頂，從而完成了一組支架的安裝工作。
    其余支架的組裝、運輸、安裝按第1組支架的安裝工序進行。
    每安裝兩組支架須及時拆除1節(jié)3. Im軌道。
5、技術(shù)經(jīng)濟效果分析
5.1安裝質(zhì)量
    液壓支架運輸安裝前是在組裝起吊架內(nèi)組裝的，已經(jīng)過嚴格細致地檢查，各部位間連接完好，銷子固定牢固，安裝后支架與煤壁始終保持垂直，并且能夠及時充分地接頂，保證頂板完整。因此，安裝質(zhì)量比較可靠。
5.2回撤及安裝工期
    在S，S3綜放面應(yīng)用自制機械化設(shè)備進行液壓支架回撤，從回撤采煤機、轉(zhuǎn)載機、前后部輸送機到液壓支架，全部回撤結(jié)束僅用了12d。
    在S，S6綜放面開切眼應(yīng)用自制機械化設(shè)備運輸安裝工藝，從安裝轉(zhuǎn)載機、前后部輸送機、液壓支架、采煤機，至試生產(chǎn)僅用了14d。其中，安裝130組中部支架僅用8d。
5.3經(jīng)濟效益
    新工藝與傳統(tǒng)工藝費用比較，見表2，表3。由表2及表3可知，新工藝回撤與安裝消耗材料比傳統(tǒng)的回撤與安裝工藝少，節(jié)省材料費用為340.85萬元。另外，新工藝安裝比邊開幫邊安裝工期少用31d，可以提前31d出煤，按淡季生產(chǎn)時150kt/月計算，能夠增收155.0萬元。此外，新工藝回撤與安裝比傳統(tǒng)的回撤與安裝能節(jié)省大量的人工費。
    總之，新工藝為小康礦創(chuàng)造經(jīng)濟效益495. 85萬元；其中，創(chuàng)收155.0萬元，節(jié)支340. 85萬元。
6、結(jié)束語
    大斷面極軟巖綜放面安裝與回撤新工藝，應(yīng)以有效控制圍巖變形為前提。在軟巖礦井綜放面及綜采面安裝與回撤工作中推廣應(yīng)用新工藝，不僅節(jié)省工期，提高工效，而且安全系數(shù)大，工人勞動強度大幅度下降，配件損失少，故新工藝極具有推廣應(yīng)用前景。