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    “第三十七届科技论文交流会”三等奖论文6

    浅谈晓南矿综采工作面  

    安拆设备及工艺的发展与创新    

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    晓南矿 ??? 冯青林 鲁连喜 赵书远  

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    论文摘要: 本文主要论述晓南矿近年来本着减员提效、省工省力、安全可靠的原则,大力发展科技创新,对安拆工艺进行整体优化革新。针对原有安拆工艺及设备的不足之处,通过布置集中安拆硐室、提升绞车功率,提高设备机械化程度等多方面努力,实现了液压支架的整体安装拆除工艺,提升了安拆工艺的机械化程度,减少了安拆工程的人员及材料投入,同时减轻了职工的劳动强度,降低了操作难度及危险系数,并在取得现有成果的基础上,对安拆工艺的未来发展进行一些设想。    

    关键词: 安拆工艺? 集中安拆硐室 安拆机械化  

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    1 、晓南矿原有安拆工艺的不足之处  

    晓南矿1980928日正式建成投产,设计生产能力90万吨/年。19851129日开始改扩建,1990年核定生产能力为150万吨/年,现在核定生产能力为210万吨/年。近年来,受矿井资源枯竭、地质条件复杂化影响,综采工作面布置规模逐渐变小、产量低,为保证生产能力,势必增加综采工作面回采个数,导致安拆工程数量增多、工期紧张,安拆工程的安全高效完成是保证正常生产接续的重要一环。自1984年投入使用综合机械化采煤设备以后,综采工作面的安拆工艺、设备逐步形成了整套的可行模式,但在工艺及设备上也存在诸多不足之处。  

    1)采面安拆硐室布置频繁。每个安拆工程都需布置一次安拆硐室,造成巷道施工量增大,并且现场地质条件各异,并不能保证每个安拆硐室的作业环境、空间都相对良好。  

    2)综机设备调运工作量较大。由于晓南矿设备提升受罐笼尺寸限制,只能将综机设备尽可能分解,降低单件的尺寸和重量,以占安拆最大比重的液压支架为例,每组综采液压支架通常需要分解成4车,井下运输工作量很大,同时也造成了调运危险发生的几率提升。  

    3)慢速绞车、手动葫芦作为支架、三机等安拆的主要设备,在使用过程中风险较高。虽然在现场都有严格的管控措施,但由于慢速绞车牵引、手动葫芦起吊操作不当引发的伤人事故也时有发生。  

    4)起吊间支架分解、安装的劳动强度大,占用人数多。原有利用手动葫芦时的劳动强度大,风险性高,后改为液压起吊盘后,劳动强度和风险性得到了减缓。  

    2 、安拆工艺、设备的革新  

    近年来晓南矿积极向外单位学习先进技术经验,自身也在深挖潜能,鼓励创新,对安拆工艺进行了大量优化改革,同时着重引进更先进的安拆设备,本着减员提效、降低成本、减轻强度、提升安全的原则,不断完善提高安拆工艺的机械化程度,取得了良好的经济和安全效益。  

    2.1 安拆工艺革新  

    2.1.1 布置集中安拆硐室,实现整组支架长距离运输  

    随着近几年运输大巷和采区铁道规格逐步加大,以往的15Kg/m的铁道已全部淘汰,24Kg/m的铁道正在被30Kg/m的铁道所淘汰(主要运输大巷和采区准备巷道已全部更换为30Kg/m的铁道),采区辅助运输设备能力不断加大,以往的JD-11.4绞车已全部淘汰,JD-25绞车也在陆续淘汰,JD-40JY(S)-75等大功率绞车已大范围使用。因此,支架远距离整体运输在技术上已经可行。  

    安拆硐室集中布置分为两种情况:一种是采区主要材料上山不能提升整体支架,原因是整体支架调运单车吨位大,采区主要材料上山的提升绞车的功率不能满足支架整体安全调运。因此,如果支架整体调运,需设置采区集中安拆硐室,安拆硐室一般布置在采区内联络各采面的运输中巷内。如图1  

    1 二水平南翼西采区集中安拆硐室布置平面示意图  

                                                                                   

    另一种是采区材料上山坡度小,运输距离相对较短,提升绞车的功率能满足整体支架调运,将集中安拆硐室布置在水平大巷的联络道内,如图2  

    2? 二水平南翼东采区集中安拆峒室布置示意图  

               

    通过利用综采支架安拆硐室集中布置,实现液压支架整组调运,可以在多个工作面重复利用,减少安拆工程的资金投入,还能减少准备工作的工程量,减少调运工程量,同时加快了安拆工程的进度以及安拆工程的安全系数。  

    2.1.2 实现无坑木拆除工艺  

    在原有设备基础上,晓南矿通过对工艺、设备的革新,首次在西三421工作面实现了综采工作面机械化无坑木拆除。首先利用自制液压拆除平台、配合三组掩护支架、实现了支架、平台的迈步自移,提高了顶板支护强度,减少三角区空顶面积,然后利用单体铰接梁联合支护方式支护三角区,取替圆木支护方式,实现了机械化拆除工艺和无坑木拆除,减轻了大量劳动强度,提高了安全系数。在借鉴西三421的成功经验后,在南东1415工作面实现了刨煤工作面的无坑木拆除。  

    2.2 安拆设备的引进更新  

    2.2.1 研发自制液压拆除平台  

    支架拆除平台共分为三部分,分别为回撤支架部、伸缩部、起吊部,回撤支架部用于液压支架的抽出及抹转,伸缩部用于连接、推移起吊部,起吊部用于支架的装车,如图3所示。  

    液压拆除平台的工艺流程如下:    

    待撤支架通过推拉缸作用自移到拆除平台上,在拆除平台的转向部完成转向;    

    通过回柱绞车将支架牵引到拆除平台的起吊部;    

    ⑶调节拆除平台的伸缩部,使拆除平台的转向部和下一个被拆除的支架对好位置,且起吊部和转向部保持合适的距离;    

    同时进行拆除平台起吊部支架的起吊和下一组支架的拆除,起吊合适高度后,牵引平车到位,降落支架,将支架和平车固定牢固后,完成装车。    

    3 液压拆除平台平面示意图  

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    液压拆除平台与以往使用的简易拆除平台相比,可以实现支架抽出、装车等同步进行,提升了工作效率;同时,利用液压缸取代了慢速绞车,远程控制进行支架撤出、抹转等工序,具有操作简单、安全性高、劳动强度低的优越性。并且,使用后可将掩护支架的数量扩展到三组,对于上帮及三角区的顶板管理起到了积极作用。  

    2.2.2 引进液压安装叉车、自制加工四角道  

    N1-1405工作面首次采用液压安装叉车,该设备可实现整组支架在切眼内装、卸,与四角道配合使用,取得了良好效果。在切眼与顺槽交岔点铺设四角道,工作面内的液压叉车在四角道处接车,通过绞车牵引,利用自身液压缸实现了液压支架在工作面内装卸、抹转。相较以往用慢速绞车装卸、抹转支架工艺,操作简单、安全性高,可节省大量工时。  

    2.2.3 引进液压吊装机安装中部槽  

    2013 9月引进的双臂液压吊装机,该设备通过绞车牵引可在轨道上行走,主旋转底座上铰接2组起吊臂,可整体旋转280°,单臂可旋转60°,方便吊取不同位置的工件,工作范围大。在N1-1405拆除工作面首次使用,该设备可同时起吊、调整重件,相较手动葫芦的操作模式,更便捷、省力,并且远程操作,使起吊作业的安全性得到极大提高。  

    2.2.4 自制加工液压拔销器装置  

    液压支架拆除在起吊间内分解时需至少抽出6个横销,按照以往的拔销工艺,在调正销孔方位后,使用起重机拽出或专用工具撞击,这种人工操作模式,劳动强度大,耗时长,成为拆除支架工程的一个瓶颈。为此,晓南矿自制加工了液压缸拔销器及其起吊装置,利用拔销器取代了人工拔销方式,并利用液压缸起吊装置实现了拔销器的起吊、平移,实现了拔销工艺的机械化和远程控制,增大了安全系数,减轻了劳动强度,对提升拆除工程的整体进度起到了积极作用。  

    3 、晓南矿安拆工艺发展的展望  

    晓南矿在几年来在安拆工艺上取得长足进步的基础上并未止步不前,对安拆工艺水平的提升还在积极探索、力争完善,对安拆工艺的发展进行良好的展望。  

    3.1 集中安拆硐室安装电动葫芦取代液压起吊盘  

    现有集中安拆硐室使用液压起吊盘对支架进行分解组装,液压起吊盘在应用中发现一些不足之处,其中由于吊环自身重量较轻,液压缸伸出后需要人工拉拽,比较费力;吊环与液压缸联接的钢丝绳和滑轮由于磨损,如检查不细,对于支架起吊也存在一定的危险;使用液压阀组控制整个工艺流程,操作者必须熟练掌握方可避免发生误操作,提升了操作的难度。为此,在借鉴其他单位的先进经验后,晓南矿在2018年计划引进电动葫芦改造成支架起吊装置,用于支架的分解、组装,提高支架安拆的机械化程度,减轻工人的劳动强度,并且使用遥控器进行操作,相对简单便捷,减少了劳动强度和难度。  

    3.2 刨煤工作面拆除三角区增设掩护架  

    刨煤机工作面通常使用两组掩护架与拆除平台搭配,该模式下三角区没有效支护设备,采取打设单体或圆木的方式进行维护,费时费料,对三角区的顶板维护强度也不充分。为此,晓南矿计划将自制一套掩护支架,用于三角区的顶板维护,相对单体及圆木的方式更加可靠,同时也提升了三角区维护的机械化程度。为其他单位提供宝贵的可借鉴经验  

    4 、结语  

    晓南矿近年来本着减员提效、省工省力、安全可靠的原则,大力发展科技创新,对安拆工艺进行整体优化革新。针对原有安拆工艺及设备的不足之处,通过布置集中安拆硐室、提升绞车功率,提高设备机械化程度等多方面努力,实现了液压支架的整体安装拆除工艺,提升了安拆工艺的机械化程度,减少了安拆工程的人员及材料投入,同时减轻了职工的劳动强度,降低了操作难度及危险系数。在取得现有成果的基础上,对安拆工艺的进一步发展提出设想,利用在安拆硐室布置电动葫芦取代液压起吊盘、在刨煤机拆除工作面三角区增设掩护支架等方案,提升安拆工艺的效率、减轻劳动强度,确保安拆工程安全高效的完成,保证晓南矿正常生产接续  

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    作者简介: 冯青林(1974-), 男,工程师。1995年毕业于辽宁省阜新煤炭工业学校矿山测量专业,现任晓南矿掘进副矿长。联系电话:15941050987  

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