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王家岭矿18109工作面综放设备回撤技术研究

2025-02-08 36 上传者：管理员

摘要：综放工作面设备多、吨位及体积大，实现综放设备快速回撤对提高下煤炭生产效率有显著促进意义。为此，以王家岭矿18109工作面综放设备配备情况以及矿井生产安排，提出采用WC25EJ铲板车、WC55Y型支架搬运车等设备实现综放设备机械化回撤，并分析综放设备回撤技术进行分析，给出综放设备回撤路线、拆卸及运输方法等。现场应用后，18109工作面综放设备得以安全高效回撤，为18109采空区及时密闭以及邻近的18111工作面早日回采创造了良好条件。

关键词：
回撤技术
煤炭生产
综放设备
设备回撤
运输设备
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设备回撤是综放工作面末采阶段的重要组成部分,回撤效率会直接影响矿井煤炭生产[1]｡同时随着采面斜长不断增加以及先进的(重载)采煤设备应用,采煤工作面内设备数量及设备质量等均不断增加,增加了设备回撤工作量,对设备回撤提出更高要求[2-3]｡为此,众多的学者及技术人员对采煤工作面设备回撤技术进行研究,其中赵会波等[4]提出采用支架回撤调向平台､优化设备搬运方式等解决了传统绞车运输存在的效率低､耗时长等问题;鲍善常[5]提出综放工作面回撤时,将三掩护式支架回撤工艺代替原有的两架掩护式回撤工艺,减少支架回撤期间机道､三角区顶板维护工作量,从而提高液压支架回撤效率;赵嘉鑫等[6]提出一种由架前撤架装置､铲板式及框架式支架搬运车为主的机械化协同撤架工艺,实现了复杂条件综放工作面设备快速安全回撤｡文中就在借鉴以往研究成果基础上,结合王家岭矿18109工作面现场实际情况,针对性给出了综放设备回撤技术方案,现场应用后,实现了设备的安全､快速回撤｡

1、工程概况

王家岭矿18109工作面走向长度2394m,斜距(两巷中线)306.4~308.2m､平距(净宽)300m,采用综放开采工艺,全部垮落法管理顶板｡工作面开采的4号煤层厚度介于3.7~7.8m,平均6.15m,煤层倾角2°~9°,4号煤结构复杂,一般含2~4层夹矸,主要以炭质泥岩､砂质泥岩为主｡4号煤层顶底板以砂质泥岩､泥岩以及砂岩为主,具体岩性参数见表1.

表14号煤层顶底板岩性

18109工作面采用智能化开采工艺,主要配备的设备包括有采煤机(1套)､液压支架(179架)､电液控系统及智能化控制系统(1套)､视频系统(1套)､前后刮板机(2部)､转载机(1部)､破碎机(1部)､自移设备列车(35节)､单轨吊(100m)､乳化液泵(4套)､喷雾泵(3套)､负荷中心(4套)､回柱绞车(1台)､排水泵等｡具体18109工作面主要设备管件拆除明细见表2.

表218109工作面主要设备拆除明细

2、工作面综放设备回撤技术

2.1设备回撤运输路线

为满足井下生产需要,18109工作面内部分设备需要运输至地面进行大修,同时部分设备则直接运输至邻近的18111工作面进行安装｡18109工作面内的采煤机(1套)､液压支架(179架)､前后刮板机(2部)､转载机(1部)､破碎机(1部)､自移设备列车(35节)､乳化液泵(4套)､喷雾泵(3套)､负荷中心(4套)等设备需升井大修｡具体设备运输路线为:

1)18109工作面至地面运输路线｡18109工作面(300m,坡度:6°)—18109预抽巷(150m,坡度:0°)—辅运大巷(1300m,坡度:6°)—副斜井(3347m,坡度:6°)—地面大型设备组装场(200m)—使用吊车摆放支架｡

2)18109工作面至18111工作面运输路线｡18109工作面(300m,坡度:6°)—18109预抽巷(2996m,坡度:0°)—18111工作面(300m,坡度:6°)｡

2.2设备回撤方法

18109工作面设备回撤顺序为:设备列车至工作面线缆､液管—转载机—机头､机尾超前支架—刮板运输机—采煤机—液压支架—设备列车｡

2.2.1工作面至设备列车线缆､液管分解整理回收

工作面浮煤清理干净后,首先将采煤机停在距离机头20m的位置､刮板转载运输机接连环停在机头部或机尾部的位置并断开｡由专职电工负责工作面“三机”(采煤机､刮板输送机和液压支架)电源断电工作｡

1)设备列车线缆回收｡确认断电后,首先拆解移变高压线缆､开盖后必须进行放电,然后拆除每台移变高压线缆时,线缆头用塑料布包扎,喇叭嘴堵盖等全部复位｡用同样的方法,拆除“三机”主线缆及各设备间的串线,主线缆盘车运输至18111吊挂,串线分类盘放并捆绑在设备上｡

2)液管拆解｡所有线缆拆除整理回收后,开始拆解工作面至设备列车的液管(液管拆解之前必须泄压),即过滤器及泵站出液口至工作面高､低压液管等管路｡

2.2.2设备列车回撤

从巷道外向胶带机头方向依次拆解各列车的连接销,依次用25T铲板车将设备运输至指定地点｡

2.2.3转载机回撤

转载机拆解顺序:断链抽链—自移机尾—桥身槽—凸槽—调节槽—铰接槽—凹槽—破碎机—推移联接槽—普通槽—调节槽—转载机机尾｡

2.2.4前后刮板机回撤

回撤顺序(机头机尾可同时向中部回撤):断链､抽链—机头､机尾电机减速器拆解—机头､机尾及过渡槽—变线槽—中部槽｡

2.2.5采煤机回撤

回撤顺序:拆解左右滚筒—拆解左右摇臂—采煤机整体回撤｡

2.2.6液压支架回撤

1)支架由原永久泵站供液改为临时泵站向两头供液,从中部开口向两巷道回撤,撤架方法采用三掩护撤架法｡

2)在回撤通道距离机尾安设1台双速撤架绞车(功率75kW),用于拆架及调向;绞车底座上采用4根压柱及2根戗柱固定(压､戗柱使用液压单体支柱),单体支柱必须用防倒绳与支架顶梁捆绑牢固｡

3)掩护支架的摆设｡①首先利用绞车将90号支架抽出调向,作为机头主掩护支架,利用同样的方法,利用机尾绞车将91号支架抽出调向,作为机尾主掩护支架;②然后再将89号､92号支架抽出调向,分别作为机头､机尾方向的副掩护支架,再利用同样的方法,将93号､88号支架抽出调向,分别作为机头､机尾三掩护支架;③将支架分别逐步向机头方向拉移,使支架顶梁前端与支架的左侧对齐(面向采空区),副掩护支架滞后主掩护支架1m的距离,三掩护距副掩护50cm,至此机头侧开始正常回撤支架｡具体掩护支架的摆设示意图如图1所示｡

图1掩护支架的摆设示意

4)支架的回撤｡①在待撤支架推移梁上挂好牵引滑轮,并在主掩护架推移杆上挂好导向滑轮,利用撤架绞车和待撤支架自移撤出,解除导向滑轮,利用绞车将支架牵引至具备支架搬运车装车位置｡②依上述方法以此类推按顺序推撤出工作面剩余支架｡

5)三角区顶板维护｡1号架撤出后,及时在三角区顶板支设木垛､圆木､单体支柱维护,确保支护的强度｡单体支柱距离掩护架500mm.单体支柱在木垛､圆木支护完成时必须回收,回收单体柱时必须使用远程供液操作｡

2.3运输车辆及运输方法

2.3.1运输车辆

具体18109工作面设备､材料等均采用无轨胶轮车运输,具体所需车辆配备情况见表3.

表3运输车辆配备情况

2.3.2设备装车及运输

1)机头框架｡采用WC25EJ铲板车单车运输｡使用专用捆绑链连接设备起吊环与铲板左右两侧捆绑洞捆绑,用压杠锁紧,将设备完全固定在铲板上｡将车辆铲板升起,高度为离地200mm方可行走｡具体机头框架装车示意图如图2所示｡

图2机头框架装车示意

2)运输机机尾｡采用2台WC25EJ铲板车抬运｡①机尾装车时,WC25EJ铲板车正对机尾较重的一侧,将机尾挑起,用道木将机尾支撑平稳,然后将铲板落下缓慢进车,同时使用绞车进行牵引,机尾装至铲板上3/5处即可｡同样的方法,机尾另一侧装至1台WC25EJ铲板车的2/5处即可｡②使用专用捆绑链连接机尾起吊环与铲板,不能将设备与铲板捆绑死,要有一定的自由度,防止转弯时将链条绷断｡③将车辆铲板升起,高度为离地200mm方可行走｡

3)转载机机头｡采用WC25EJ铲板车单车运输｡具体转载机机头装车示意图如图3所示｡转载机机头装车时,铲板正对转载机机头,使用绞车进行牵引,直至设备重心完全装在铲板上,使用专用捆绑链连接设备起吊环与铲板两侧,并用压杠锁紧｡

图3转载机机头装车示意

4)破碎机｡采用WC25EJ铲板车单车运输｡具体破碎机装车示意图如图4所示｡破碎机装车时,铲板正对破碎机,使用绞车进行牵引,直至破碎机重心完全装在铲板上｡使用专用捆绑链连接设备起吊环与铲板,用压杠锁紧,将设备完全固定在铲板上｡

图4破碎机装车示意

5)自移机尾｡采用2台WC25EJ铲板车抬运｡机尾装车时,WC25EJ铲板车正对机尾一侧,将机尾挑起,用道木将机尾支撑平稳,使用绞车进行牵引,机尾装至铲板上3/5处即可;同样的方法,机尾另一侧装至WC25EJ铲板车铲板的3/5处即可｡使用专用捆绑链连接机尾起吊环与铲板,不能将设备与铲板捆绑死,要留有一定的自由度,防止转弯时将链条绷断｡

6)采煤机｡采用2台WC40E铲板车抬运｡①将采煤机安装在5节运输机中部槽上,用小链将采煤机行走部与槽上的销排固定牢固,防止采煤机移动｡用1台WC40E铲板车的铲板将两侧槽抬起,用道木将槽支撑平稳,落铲进车,同时使用绞车进行牵引,两侧槽装至铲板3/5处即可｡②使用专用捆绑链将槽与铲板固定,捆绑时不能将采煤机与铲板捆绑死,要留有一定的自由度,防止转弯时将链条绷断｡③将车辆铲板升起,高度为离地100mm方可行走｡

7)采煤机摇臂及滚筒｡采用WC25EJ铲板车单车运输｡采煤机摇臂及滚筒装车示意图如图5所示｡在装车时,铲板正对所装设备较重的一侧,后将铲板降下缓慢进车,同时使用绞车进行牵引,设备重心尽量靠近铲板,直至所装设备完全装在铲板上｡装车完毕使用专用捆绑链连接设备起吊环与铲板,用压杠锁紧,将设备完全固定在铲板上｡

图5采煤机摇臂及滚筒装车示意

8)工作面所有的传动部｡采用WC25EJ铲板式支架搬运车单车运输｡传动部装车示意图如图6所示｡传动部装车时,铲板正对传动部较重的一侧,然后将铲板落下将设备挑起,用道木将传动部支撑平稳,落铲缓慢进车,同时使用绞车进行牵引,使传动部重心尽量靠近铲板｡使用专用捆绑链连接传动部起吊环与铲板,用压杠锁紧,将设备完全固定在铲板上｡

图6传动部装车示意

9)设备列车及转载机桥身段｡采用WC25EJ铲板式支架搬运车单车运输｡装车时,铲板正对所装设备,然后将铲板落下将设备挑起,落铲缓慢进车,同时用绞车进行牵引,使设备重心完全落在铲板正中｡使用专用捆绑链连接设备起吊环与铲板,用压杠锁紧,将设备完全固定在铲板上｡

10)液压支架｡采用WC55Y型支架搬运车单车运输｡具体液压支架装车示意图如图7所示｡支架搬运车装车为倒车装车,先将车辆倒至正对支架位置,使用提升臂操作杆降下拖斗,使用绞车连接支架左右起吊环,并捆绑牢固;同时缓慢回收车辆左右绞车,将支架完全装在拖斗中心;将提升臂操作杆推于升起的位置,使拖斗底座离地200mm方可运输｡

图7液压支架装车示意

3、结语

1)王家岭矿18109工作面为先进的智能化采煤工作面,配备的设备数量多､吨位大,给设备快速､安全回撤带来一定制约｡在分析采面设备配备情况及运输需要等基础上,给出回撤路线并采用机械化运输方式实现设备快速回撤｡

2)依据18109工作面设备配备情况,给出设备列车､采煤机､刮板输送机､液压支架等各类设备的回撤及设备搬运技术;结合综放设备吨位大､运输期间容易失稳问题,给出WC25EJ铲板车､WC55Y型支架搬运车等运输装车技术措施｡

3)现场应用后,18109工作面综放设备得以安全高效回撤,期间未出现设备损坏､顶板失稳或者运输干扰等不良情况,综放设备整个回撤耗时控制在18d以内,回撤效率较高,同时现场工作人员劳动强度较低｡18109工作面采用的设备回撤方法机械化程度高､劳动强度低､安全性好,是替代传统绞车搬家运输的较好方法｡

参考文献:

[1]刘怡.基于综采面液压支架安全回撤技术的研究[J].机械管理开发,2023,38(1):260-261,264.

[2]庞晋中.复采区复杂顶板条件下工作面顶板控制措施研究[J].中国矿山工程,2019,48(4):62-64.

[3]韩伟.某矿综采放顶煤大倾角工作面回采工艺研究[J].中国矿山工程,2019,48(1):41-43.

[4]赵会波,张佳文,王涛.王坡煤矿综采工作面快速设备回撤技术[J].煤炭工程,2022,54(11):101-106.

[5]鲍善常.千万吨综放工作面支架快速回撤工艺优化[J].山东煤炭科技,2022,40(8):1-3,9.

[6]赵嘉鑫,王襄禹,李冲,等.基于全断面掩护下协同快速撤架技术研究与应用[J].煤炭工程,2021,53(9):71-75.