小康礦 ? 王吉?jiǎng)P? 史建軍
摘要: 針對(duì)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(jì)長(zhǎng)度 225m ,使用的是工阻 15000kN 、重 43t 液壓支架:寬 1.75m ,長(zhǎng) 8.8m ,高 3.2m 。小康礦副井罐籠尺寸:寬 1.5m ,長(zhǎng) 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(gè)組裝硐室設(shè)計(jì),進(jìn)行安裝,每小班只能安裝 1 組,勞動(dòng)效率低、安全隱患大。為此,小康礦對(duì)組裝硐室及開切眼設(shè)計(jì)、液壓支架運(yùn)輸及組裝的問題進(jìn)行認(rèn)真分析、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,提出設(shè)計(jì) 3 個(gè)組裝硐室、分序、交叉組裝液壓支架。該項(xiàng)技術(shù)比較 1 個(gè)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(duì)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)
名稱 |
重量 t |
長(zhǎng)×寬×高 mm |
備 注 |
前梁組體 |
3.7 |
1700 × 1640 × 520 |
需側(cè)立裝車 |
頂梁組體 |
10.5 |
4190 × 1660 × 750 |
需側(cè)立裝車 |
尾梁組體 |
2.7( 含 2 尾梁缸 ) |
1497 × 1610 × 570 |
需側(cè)立裝車 |
掩護(hù)梁 |
9.4 (含前、后連桿) |
2102 × 1660 × 1000 |
需側(cè)立裝車 |
底座組體 |
11.5 (不含立柱) |
3720 × 1570 × 1080 |
需側(cè)立裝車 |
立柱( 4 個(gè)) |
4.3t |
|
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支架總重量 |
43t |
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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(jì)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(gè)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(chǎng)西側(cè)附近的西翼軌道大巷。液壓支架底座安設(shè) 4 個(gè)立柱前、后,見圖 2 。 經(jīng)計(jì)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(shí),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(lái)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(duì)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(jì) 3 車, 49.8t ,由回順無(wú)極繩絞車運(yùn)至回順組裝硐室 Ⅲ , 見圖 3 。經(jīng)計(jì)算,回順無(wú)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(jì) 3 個(gè)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(gè)組裝硐室安裝液壓支架,各個(gè)工序互不干擾,能夠?qū)崿F(xiàn)各工序同時(shí)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(shí) 2.5 個(gè)月( 4 月 14 日 ~6 月 30 日)。設(shè)計(jì)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(duì)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(wú)煤帶中, 90 ~ 180m 布置在煤巖結(jié)合的壓力集中區(qū)。針對(duì)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(jì)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(shí)間較短,如果錨索補(bǔ)強(qiáng)未及時(shí)跟進(jìn),圍巖將很快松動(dòng)變形。因此,開切眼施工時(shí)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(jì)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(duì)裸露的幫頂立即進(jìn)行初噴,控制圍巖暴露時(shí)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(wú)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(jì)剎柈厚度由原來(lái)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(gè)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(gè)組裝硐室設(shè)計(jì),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(jì)算,創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益: 267×27×95=68.5 萬(wàn)元。
6 結(jié)論
重型液壓支架安裝技術(shù)設(shè)計(jì)3個(gè)組裝硐室,實(shí)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(shí)間,保證了安裝速度。如果按照以往1個(gè)組裝硐室的設(shè)計(jì)進(jìn)行安裝工作,每小班僅能安裝1組液壓支架。3個(gè)組裝硐室的設(shè)計(jì)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(lái)的 0.3m 增加到 0.5m 。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)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(jià)值。
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作者簡(jiǎn)介: 王吉?jiǎng)P ( 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(cè)大隊(duì)從事采礦、地質(zhì)、測(cè)量工程設(shè)計(jì)及技術(shù)管理等工作。曾在各級(jí)刊物發(fā)表論文9篇。聯(lián)系電話:15898046323。
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