淺議綜采工作面快速搬家設(shè)備及回撤工藝

淺議綜采工作面快速搬家設(shè)備及回撤工藝摘要：綜合機械化采煤是我國煤礦井下煤炭產(chǎn)出的主要方式，在礦井生產(chǎn)過程中，采用綜合機械化采煤必須面對的一個問題就是綜采工作面拆除；縮短綜采工作面設(shè)備搬家時間、提高采區(qū)接續(xù)率和綜采設(shè)備開機率是現(xiàn)代化礦井必須面對的問題之一。關(guān)鍵詞：綜采工作面；快速搬家；設(shè)備；回撤工藝引言：近年來隨著我國煤礦開采技術(shù)的高速發(fā)展和采掘機械化程度的迅速提高，一批新型的擁有百萬噸綜采工作面的現(xiàn)代化煤礦相繼出現(xiàn)，一些大型煤礦開始推出千萬噸綜采面，礦井總產(chǎn)和工作面單產(chǎn)都已接近或超過世界發(fā)達(dá)國家的先進水平?；夭赏七M速度的提高，要求綜采工作面接續(xù)時間越來越短，由以前的約一年搬家1次縮短到一年2次或3次以上，由于搬家時間過長給煤礦企業(yè)造成的非生產(chǎn)性損失也更加明顯，煤礦對搬家所耽誤的非出煤生產(chǎn)時間越來越關(guān)注；本文就綜采工作面快速搬家設(shè)備及回撤工藝展開了討論。1我國綜采工作面快速搬家設(shè)備與工藝現(xiàn)狀目前，我國的大部分礦井還是采用傳統(tǒng)的搬家工藝和搬家設(shè)備，如回柱絞車、起吊裝置、軌道平板車、電機牽引車等以多段分散搬運的輔助運輸方式為主的搬運設(shè)備。運輸環(huán)節(jié)多、系統(tǒng)復(fù)雜、安全性差，占用了大量設(shè)備和勞動力。到目前為止，國外已經(jīng)形成了較為完備的綜采設(shè)備搬家工藝和專用裝備，有代表性的設(shè)備主要有原DBT公司的VTC650防爆支架搬運車、山特維克公司的ED10、ED25支架搬運車和澳大利亞BOARTLONG2YEAR公司的WC40T支架搬運車等。國內(nèi)對于該領(lǐng)域的研究始于本世紀(jì)初，目前已經(jīng)研制成功了國內(nèi)較為完備的成套綜采設(shè)備搬家設(shè)備和工藝，能夠適應(yīng)我國大多數(shù)礦井的使用情況。代表設(shè)備包括WC40Y支架搬運車系列、WC55Y支架搬運車、WC25EJ和WC40EJ鏟板式支架搬運車以及WC80EJ支架搬運車等，多功能車主要有WJ10-EJ和WJ-4FB防爆柴油鏟運車、WLC5EJ防爆柴油機混凝土攪拌運輸車等。國產(chǎn)設(shè)備的問世，很好地解決了因進口設(shè)備整機及配件價格高、備件供應(yīng)時間長、售后服務(wù)不及時等問題，已經(jīng)得到國內(nèi)市場的認(rèn)可。經(jīng)過十多年的發(fā)展，搬家工藝也有了很大的改進。我國一些大型礦區(qū)已采用了先進的綜采工作面快速搬家成套裝備結(jié)合輔巷多通道回撤工藝。這些都為提高礦井的生產(chǎn)能力創(chuàng)造了有利條件。2綜采工作面快速搬家設(shè)備2.1WC40Y型支架搬運車WC40Y型支架搬運車是綜采工作面搬家倒面時液壓支架的主要運輸車輛。后車架設(shè)計為“U〃型框架結(jié)構(gòu)，同時具有起吊和夾緊裝置、高速變量馬達(dá)和行星輪轂減速器的四輪驅(qū)動方式，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，環(huán)境適應(yīng)性強，裝卸快捷方便，曾獲得中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)進步一等獎。主要特點還包括：整車功率高達(dá)200kW，目前是礦井輔助車輛中功率最大的；適合承載重量大、坡度大、距離長的連續(xù)運輸使用要求；具有可靠的防爆發(fā)動機進排氣系統(tǒng)和安全保護氣動系統(tǒng)，可用于高瓦斯礦井，方便駕駛員操作；技術(shù)參數(shù)優(yōu)良。該框架車主要用于長距離搬運40噸以下液壓支架，單車在往返10km距離的情況下，平均每班可搬運9架29t的液壓支架，日最高搬運12架。WC40Y(A/B)支架搬運車WC40YA型支架搬運車是在WC40Y支架搬運車的基礎(chǔ)上新增加了封底底板、箕斗式鏟板、支架護板裝置、液壓絞車、推料裝置等部件，它既可以適應(yīng)于薄煤層液壓支架的搬運，也可適應(yīng)于中厚煤層40t以下支架的搬運，同時對綜采工作面移動變電站列車的所有設(shè)備、對刮板輸送機中部槽、對寬度小于118m的其他設(shè)備都具有良好的運輸功能。WC40YB型支架搬運車與A型車的結(jié)構(gòu)類似。主要區(qū)別是B型車車身窄，可以滿足窄巷道115m支架中心距的支架及綜采設(shè)備的搬運。WC55Y支架搬運車它是中國煤炭科工在無軌輔助運輸領(lǐng)域的最新研制成果，在40t支架搬運車的技術(shù)上進行改進設(shè)計，發(fā)動機防爆后功率已達(dá)240kw，研發(fā)新的發(fā)動機電控保護系統(tǒng)，增加實時檢測裝置，采用鏈輪式提升機構(gòu)，該“U〃型框架車在工業(yè)性試驗期間圓滿地完成各項運輸任務(wù)。主要用于煤礦井下55t以下重型液壓支架的運輸，是實現(xiàn)綜采工作面設(shè)備快速搬家的重要設(shè)備。WX35J支架搬運車WX35J支架搬運車主要用于搬運帶式輸送機機機頭、采煤機等大型部件，搬運、擺放支架等。矮車身可以使其滿足薄煤層工作的需要，使用蓄電池作為動力源，可以解決發(fā)動機排放廢氣問題，而且降低了使用成本。目前，在我國大型煤礦企業(yè)采煤機的搬運主要是采用兩個WX35J支架搬運車抬運采煤機的方式搬運采煤機。用該方式搬運采煤機存在著車身長轉(zhuǎn)彎困難、重心高易翻倒等問題。國外在本世紀(jì)初曾研制出采煤機專用搬運設(shè)備，但存在采煤機供電和裝卸困難等問題，難以實現(xiàn)快速搬家，所以一直未得到推廣，因此研制適用于快速搬家、安全可靠的采煤機專用搬家設(shè)備是目前國內(nèi)外急待解決的疑難課題。WC10EJ多功能車WC10EJ多功能車通過更換車輛前端的工作機構(gòu)，就可以方便地滿足井下的多種作業(yè)需要，如鏟裝、鏟運、升降起吊、各種物料的搬運等功能；也可以進行巷道中的浮煤清理和井下道路整修等工作。該車型性能可靠，較窄的車身使其具有機動靈活、適應(yīng)性強的特點，并有鏟斗、叉子、升降平臺等工作機構(gòu)進行快速更換，滿足井下多種工作需要。同等功能的還有WJ-4FB防爆柴油鏟運機、WC15EJ多功能車。WJ-4FBA防爆柴油鏟運機該車的裝載機構(gòu)有兩種，即翻斗式和推板式。整車采用前后機架鉸接式，液壓油缸轉(zhuǎn)向，采用反轉(zhuǎn)六桿平面機構(gòu)的工作機構(gòu)，可以安全快捷的完成鏟、裝、運等功能。該多功能車主要用于叉運4噸以下中部槽及其他設(shè)備和物料，以及清理巷道、裝載物料和卷收皮帶電纜等。GDB150-160/1140(660)煤礦用防爆移動電站采用拖車結(jié)構(gòu)的移動電站及防爆軟啟動器作為控制器，利于方便移動使用，以及提高機組帶載能力和啟動性能。該輔助設(shè)備主要為煤礦具有自行能力的電纜供電設(shè)備如井下掘進機、給料破碎機、連續(xù)采煤機、行走支架、梭車、錨桿鉆車等的整機升井、下井，或在大巷內(nèi)設(shè)備搬家倒面時提供動力電源。同時，一旦出現(xiàn)緊急情況，還可以對局部設(shè)備進行供電。WLC5EJ井下混凝土攪拌輸送車影響現(xiàn)代化礦井實現(xiàn)無軌膠輪輔助運輸?shù)囊粋€重要因素就是礦井的巷道建設(shè)。傳統(tǒng)的巷道建設(shè)主要是將水泥在地面上攪拌完成后，采用非混凝土攪拌車將其運到工作地點，因此在運輸過程中水泥不可避免地會產(chǎn)生離析現(xiàn)象，降低硬化質(zhì)量。同時在此過程中工人需裝卸兩次，勞動強度大。而WLC5EJ井下混凝土攪拌輸送車就是為了解決這些問題而研發(fā)的，該車主要用于煤礦井下混凝土運輸，邊走邊攪拌可以防止混凝土離析，提高礦井巷道的建設(shè)質(zhì)量和速度。3綜采工作面快速搬家技術(shù)及回撤工藝3.1綜采工作面快速搬家技術(shù)（1）綜采工作面貫通質(zhì)量。對于綜采工作面來說，對于那些沒有開采的頂板必須掛網(wǎng)完整，連接牢固網(wǎng)片。要控制好未采的頂板周期來壓，提前釋放周期來壓，這樣才能使綜采工作面貫通后的壓力降到最小程度，從而為順利撤除綜采工作面的液壓支架創(chuàng)造良好的條件。（2）工程巷道硐室。對于綜采工作面來說，準(zhǔn)備工程是為綜采工作面的搬家倒面來服務(wù)的，所以說巷道以及硐室的做法應(yīng)該滿足搬家倒面快速工藝的要求，必須提前做出來。重點是要控制主回撤通道的斷面，來滿足綜采說說被的撤出。對于新的綜采工作面來說輔助運槽倒車硐室位置、尺寸和數(shù)量，以及巷道交叉口的抹角，都應(yīng)該滿足特種車輛的運輸要求。3.2回撤工藝目前，我國許多大型礦區(qū)已采用了先進的輔巷多通道雙翼回撤工藝。該工藝內(nèi)容包括輔巷多通道的布置與巷道支護方式。在綜采工作面停采線處提前掘出回撤通道和回撤輔運巷道，通過多聯(lián)巷溝通，形成輔巷多通道巷道系統(tǒng)。當(dāng)綜采面推進到與回撤通道貫通時，支架頂梁將預(yù)先支護好的頂板處橫梁挑起，在所需回撤的支架端與最近的一個聯(lián)巷一端處可將預(yù)先支護好的單體支柱撤出，形成支架回撤的寬敞空間。一般情況下需開拓5條聯(lián)巷，由中間聯(lián)巷作為切入點將4架液壓支架作為輔助支架向兩個回撤方向扭轉(zhuǎn)，形成兩點回撤的回撤布局。每回撤1架液壓支架，輔助支架向前邁進1架支架步距，在已回撤的液壓支架與輔助支架后形成冒落區(qū)。在地質(zhì)條件不允許開拓回撤通道與回撤輔巷的情況下，可采用單通道單翼回撤工藝，該工藝因其巷道施工量小仍被很多礦井采用。該工藝的巷道布置與常規(guī)回撤工藝相同，在輔助支架配合下，從綜采工作面尾部開始依次將支架從主運巷道撤出。3.3綜采工作面設(shè)備搬家發(fā)展趨勢（1）回撤工藝方面。目前，我國大、中規(guī)模的煤礦多采用輔巷多通道、多點的回撤工藝方法，它以無軌膠輪化快速搬遷技術(shù)裝備為基礎(chǔ)，在未來幾年內(nèi)，這種方法仍將是綜采工作設(shè)備搬家回撤的主要發(fā)展趨勢。（2）裝備技術(shù)方面。按照綜采工作面不同設(shè)備的特點開發(fā)相應(yīng)的搬遷設(shè)備，是實現(xiàn)高效、快捷、安全搬遷設(shè)備的重要目標(biāo)。載重能力大、爬坡能力強、運行速度快、機動靈活化、轉(zhuǎn)彎半徑小等是目前搬家設(shè)備共同追求的重要特點和保證。通過近年國內(nèi)對該工藝及設(shè)備的研究現(xiàn)狀，可以看出正向著專業(yè)化、高效化、人性化的方向發(fā)展。（3）安全環(huán)保方面。綜采設(shè)備搬家是一項容易發(fā)生安全問題的工程，尤其在設(shè)備回撤和安裝過程中最容易發(fā)生安全事故，所以安全配套輔助設(shè)備的研發(fā)也是一個重點。另外，還需注意環(huán)保問題，如柴油機動力車型井下排放污染的技術(shù)處理有待加強。3.4綜采工作面快速搬家回撤工藝應(yīng)用案例3.4.1工程概況以某礦綜采工作面為研究對象，該工作面位于-480m水平采區(qū)，初掘切眼長78m，設(shè)計預(yù)計安裝支架52臺。單架重量22000kg，工作面回采后退距離1327m，工作面設(shè)計圈定可采儲量113萬t，煤厚4.7m，工作面初掘切眼實際安裝支架數(shù)量為55臺，回采期間經(jīng)撤架、續(xù)架等工作，當(dāng)工作面推至設(shè)計停采線時，切眼綜采支架達(dá)到182臺。工作面已上網(wǎng)、上繩、擴幫完畢，已具備工作面綜采設(shè)備拆除的條件。綜采支架一次性拆除，在該礦尚屬首例，沒有可以借鑒的經(jīng)驗，尤其是頂板壓力大，巷道變形較快，撤架后頂板支護困難等一系列難題擺在眼前，需要探索總結(jié)一套合理的拆除工藝和技術(shù)。3.4.2工作面設(shè)備回撤順序下放并安裝礦用液壓起重機，回撤刮板機、采煤機；下放并鋪設(shè)回撤通道內(nèi)2m軌距軌道，下放并組裝液壓支架回撤叉車，回收皮帶巷轉(zhuǎn)載機、破碎機、自移機尾、設(shè)備列車；皮帶巷設(shè)備回收完畢后下放回撤平臺，用液壓支架回撤叉車將回撤平臺組件運輸?shù)交爻吠ǖ老驴诓⒔M裝，下放液壓裝車裝置準(zhǔn)備回收支架；由下至上的順序依次回撤工作面液壓支架；回收主副絞車、礦用液壓起重機；回撤最后2組支架、回收液壓裝車裝置及軌道巷絞車。3.4.3工作面設(shè)備回撤工藝（1）工作面刮板輸送機、采煤機的回撤工藝。下放礦用液壓起重機一斷刮板鏈一回撤刮板輸送機機尾部分一回收刮板鏈；分解采煤機部件。分解采煤機左、右滾筒一分解左、右搖臂一分解前、后行走部一中間箱；回撤刮板輸送機一中部槽一機頭部分；下放軌道及軌道拉條。刮板運輸機、采煤機部件靠主絞車拖運，使用礦用液壓起重機進行裝車。（2）工作面液壓支架回撤工藝。回撤下三角點處兩組液壓支架，在下三角點處支設(shè)木垛，木垛要求與頂板接實；將回撤平臺組裝完畢后，與掩護架連接。然后將液壓支架回撤叉車與回撤平臺連接，支架連接頭與回撤平臺上的拉架缸相連，用35t卸扣體將副絞車鉤頭與支架連接頭相連，開動副絞車將支架拉上液壓支架回撤叉車，此后每回收一組支架，回撤平臺向通道上口上移，要求回撤平臺的斜臺與待回收支架架腳對正。邊回收支架邊回收通道內(nèi)所鋪設(shè)的滑道。4結(jié)束語在目前的礦井采煤生產(chǎn)工作中，綜采工作面的機電設(shè)備是最基本也是最重要的生產(chǎn)工具，不僅有效的降低了采煤的成本，同時也有效的提高了采煤的效率。而綜采工作面設(shè)備是可以進行循環(huán)利用的，這就涉及到設(shè)備的安裝和拆卸工作，這項工作對于在礦井的生產(chǎn)具有極其重要的意義。雖然在礦井生產(chǎn)過程中，進行綜采工作面安裝和回撤是一個經(jīng)常進行的、循環(huán)的工程，但由于所處于的環(huán)境不相同，所以各工程之間也不完全相同，這就需要工作人員在實際工作中要做好認(rèn)真總結(jié)和分析，找出各工程之間的關(guān)聯(lián)性，從而制定出一套關(guān)于綜采工作面設(shè)備安裝和回撤工程中切實可行的方案，保證綜合工作面安裝與回撤工程的順利進行。綜上所述，對于現(xiàn)代化礦井來說，綜采工作面快速