43t 重型液壓支架安裝技術(shù)的研究與應(yīng)用 　 　

小康礦 ? 王吉凱? 史建軍

摘要： 針對小康礦S₂S₁綜放面首次安裝43t重型液壓支架，副井罐籠尺寸及沿線設(shè)備運(yùn)輸能力等不能滿足液壓支架整體運(yùn)輸及安裝的問題。通過采取開設(shè)分序組裝硐室、設(shè)備分序組裝交叉作業(yè)、根據(jù)地質(zhì)條件改進(jìn)大斷面軟巖開切眼支護(hù)形式，安裝速度及效率得到有效提升、安裝空間滿足要求，解決了重型液壓支架井下運(yùn)輸、組裝、安裝等難題。　　

關(guān)鍵詞： 重型支架? 分序組裝? 切眼支護(hù)　　

1 引言　　

小康礦 S₂S₁ 綜放面開切眼設(shè)計長度 225m ，使用的是工阻 15000kN 、重 43t 液壓支架：寬 1.75m ，長 8.8m ，高 3.2m 。小康礦副井罐籠尺寸：寬 1.5m ，長 4.5m ，高 2.6m 、沿線南翼絞車運(yùn)輸能力 21t ，均不能滿足整體運(yùn)輸液壓支架要求；若按照以往 1 個組裝硐室設(shè)計，進(jìn)行安裝，每小班只能安裝 1 組，勞動效率低、安全隱患大。為此，小康礦對組裝硐室及開切眼設(shè)計、液壓支架運(yùn)輸及組裝的問題進(jìn)行認(rèn)真分析、現(xiàn)場調(diào)研，提出設(shè)計 3 個組裝硐室、分序、交叉組裝液壓支架。該項技術(shù)比較 1 個組裝硐室進(jìn)行安裝，提前工期 27d ，大大提升了安裝速度。針對開切眼復(fù)雜地質(zhì)條件，通過支護(hù)形式改進(jìn)，達(dá)到 開切眼支護(hù)條件安全穩(wěn)定，斷面滿足安裝要求，解決了軟巖大斷面開切眼支護(hù)難題。 　 　

2 安裝流程　　

S₂S₁ 工作面共安裝液壓支架 133 組，其中包括 ZTZ41810/23/35 型端頭液壓支架 2 組、 ZFG15000/26/35H 型過渡液壓支架 7 組、 ZF15000/19/32 中間液壓支架 124 組（占安裝液壓支架總數(shù)的 93% ）。中間液壓支架各部件技術(shù)參數(shù)尺寸見表 1 。中間液壓支架安裝流程及各組裝硐室功能詳見圖 1 。 　 　

表1 ZF15000/19/32液壓支架部件技術(shù)參數(shù) 　 　

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

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　?　? 圖1 液壓支架安裝流程圖　　

3 分序組裝　　

3.1 組裝硐室 Ⅰ 　 　

小康煤礦副井罐籠凈寬 1.5m ，而 S₂S₁ 綜放面所安裝的 ZF15000/19/32H 液壓支架頂梁寬度 1.66m ，底座寬度 1.57m ，尾梁寬度 1.61m ，前梁寬度 1.69m ，副井罐籠寬度不能滿足要求， 液壓支架地面分解后底座（ 1 車）、頂梁（ 1 車）、前梁（ 1 車）、掩護(hù)梁尾梁（ 1 車）均需側(cè)立裝車。設(shè)計組裝硐室 Ⅰ 的功能是 ：把側(cè)立裝車下井部件翻轉(zhuǎn)后，將 4 個立柱安裝到底座上，經(jīng)南翼絞車道運(yùn)至回順材料平巷的組裝硐室 Ⅱ 。組裝硐室 Ⅰ 位于井底車場西側(cè)附近的西翼軌道大巷。液壓支架底座安設(shè) 4 個立柱前、后，見圖 2 。 經(jīng)計算，南翼 JKB2.5×1.8 型絞車額定運(yùn)輸載荷 21t ，南翼絞車道運(yùn)輸時，底座主體車 17.9t 、掩護(hù)梁尾梁車 14.2t ，每次運(yùn)一車；前梁車 5.4t 、頂梁車 12.2t 組合運(yùn)輸，南翼 JKB2.5×1.8 型絞車額定運(yùn)輸載荷 21t ，滿足運(yùn)輸能力要求。 　 　

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圖2 組裝硐室Ⅰ工序圖　　

3.2 組裝硐室Ⅱ　　

組裝硐室 Ⅱ 位于 S₂S₁ 綜放面回順材料平巷，組裝硐室Ⅱ的功能是：將組裝硐室Ⅰ運(yùn)來的液壓支架底座車更換為 45t 平板車，然后使用起吊架將頂梁與底座（已安裝好大柱）對接組裝并劃車。然后掩護(hù)梁及尾梁四連桿 1 車（在前）、底座頂梁 1 車（中間）、前梁護(hù)幫板 1 車（在后），共計 3 車， 49.8t ，由回順無極繩絞車運(yùn)至回順組裝硐室 Ⅲ ， 見圖 3 。經(jīng)計算，回順無極繩 SQ-120P 絞車額定運(yùn)輸 載荷 60.8t 大于 49.8t ，滿足運(yùn)輸能力要求。 　 　

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圖3 組裝硐室Ⅱ工序圖　　

3.3 組裝硐室Ⅲ　　

組裝硐室 Ⅲ 及起吊架位置在 S₂S₁ 回順三角點(diǎn)。組裝硐室 Ⅲ 功能是：使用起吊架將液壓支架掩護(hù)梁及尾梁安裝到主體上后，再將前梁安裝到主體上，至此液壓支架組裝完成，見圖 4 。 　 　

此次安裝設(shè)計 3 個組裝硐室，通過組裝硐室Ⅰ、組裝硐室 Ⅱ 、組裝硐室Ⅲ，將液壓支架組裝完成；然后由開切眼后三角點(diǎn)四角道上的運(yùn)輸叉車將支架運(yùn)至安裝位置就位。采用 3 個組裝硐室安裝液壓支架，各個工序互不干擾，能夠?qū)崿F(xiàn)各工序同時進(jìn)行，大大提高了液壓支架安裝速度和效率。　　

　 　 　 　 　 　 　 　

　

圖4 組裝硐室Ⅲ工序圖　　

4 開切眼支護(hù)改進(jìn) 　 　

S₂S₁ 工作面開切眼是小康煤礦首次掘進(jìn)跨度 9.5m 、掘斷面 32.5m² 開切眼，掘進(jìn)歷時 2.5 個月（ 4 月 14 日 ~6 月 30 日）。設(shè)計大斷面 9.5m 跨度開切眼是為了滿足重型液壓支架及綜采設(shè)備安裝要求，但這對支護(hù)及掘進(jìn)施工提出了更高要求。該工作面屬于軟巖 “ 孤島 ” 工作面，并且切眼布置在構(gòu)造帶里，切眼運(yùn)順側(cè) 95m 布置在無煤帶中， 90 ～ 180m 布置在煤巖結(jié)合的壓力集中區(qū)。針對該工程地質(zhì)條件，小康礦將開切眼傳統(tǒng)支護(hù)形式“錨桿 + 架棚 + 掛網(wǎng) + 剎柈 0.3m 厚 + 錨索”改進(jìn)為“錨桿、錨索 + 架棚 + 掛網(wǎng) + 頂板剎柈 0.5m+ 錨索”見圖 5 。 　 　

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

圖5 改進(jìn)后開切眼支護(hù)斷面圖　　

設(shè)計開切眼支護(hù)材料為：錨桿為 Φ22×2400mm 全螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，每孔 CK23120 藥卷 1 支，錨桿間、排距為 800×600mm ，錨固力 100KN ，全斷面布置。錨索為 Φ28.6×7300mm19 芯鋼絞線，每孔 Z28120 藥卷 1 支，錨索間、排距為 1600×1200mm ，預(yù)緊力 200KN ?；炷羾姾?/span> 300mm ，強(qiáng)度為 C20 。重點(diǎn)施工要求如下： 　 　

（ 1 ）開切眼棚子跨度大、應(yīng)力集中，頂板穩(wěn)定時間較短，如果錨索補(bǔ)強(qiáng)未及時跟進(jìn)，圍巖將很快松動變形。因此，開切眼施工時頂板每循環(huán)打 5 根 Φ21.8×5300mm 支護(hù)錨索，架棚后頂板打 4 根 Φ28.6×7300mm 錨索，巷幫及底腳打 2 根 Φ28.6×7300mm 錨索。設(shè)計錨索必須在每循環(huán)架棚后全部施工完成。 　 　

? （ 2 ）由于開切眼位于煤巖結(jié)合的壓力集中區(qū)，巷道開挖成型后，要求立即對裸露的幫頂立即進(jìn)行初噴，控制圍巖暴露時間，提高圍巖自身的承載能力，防止圍巖暴露后風(fēng)化、碎脹。要求初噴厚度不低于 0.05m 。復(fù)噴漿距離不得超過 15m ，復(fù)噴厚度 0.15m 。 　 　

（ 3 ）切眼運(yùn)順側(cè) 95m 布置在無煤帶中及 90 ～ 180m 布置在煤巖結(jié)合的壓力集中區(qū)，頂板設(shè)計剎柈厚度由原來的 0.3m ，增加到 0.5m ，通過加大巷道的超挖量，使得壓力集中區(qū)棚子盡量均勻整體受力，緩沖棚子受壓。 　 　

5 經(jīng)濟(jì)效益分析　　

此次采用 3 個組裝硐室安裝液壓支架，從 2017 年 8 月 14 日開始安裝到 8 月 28 日安裝完畢，工期 14 天。比較傳統(tǒng)的 1 個組裝硐室設(shè)計，每小班多安裝 2 組液壓支架，提前安裝工期 27d ，按人工費(fèi) 267 元 /d 、出勤人數(shù) 95 人 /d 計算，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益： 267×27×95=68.5 萬元。 　 　

6 結(jié)論　　

重型液壓支架安裝技術(shù)設(shè)計3個組裝硐室，實現(xiàn)了井下液壓支架翻轉(zhuǎn)、運(yùn)輸、組裝、安裝工作的平行交叉作業(yè)，節(jié)約了組裝時間，保證了安裝速度。如果按照以往1個組裝硐室的設(shè)計進(jìn)行安裝工作，每小班僅能安裝1組液壓支架。3個組裝硐室的設(shè)計每小班安裝液壓支架3組，大大提高了安裝速度。　　

首次在軟巖復(fù)合煤巖層中采用 9.5m 跨度開切眼，將以往滯后工作面施工護(hù)頂錨索改為工作面架棚前施工、頂板壁后剎柈厚度由原來的 0.3m 增加到 0.5m 。經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用，有效的控制了圍巖變形，保證了大跨度開切眼支護(hù)穩(wěn)定，為 43t 重型液壓支架成功安裝創(chuàng)造了有利空間條件。該安裝技術(shù)在小康礦 S₂S₁ 綜放面的成功應(yīng)用，取得了較好的效益，在同類條件礦井具有推廣價值。 　 　

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作者簡介： 王吉凱 （ 1979- ），男，工程師，碩士研究生。2011年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)在小康礦地測大隊從事采礦、地質(zhì)、測量工程設(shè)計及技術(shù)管理等工作。曾在各級刊物發(fā)表論文9篇。聯(lián)系電話：15898046323。