一、项目概况
国内在20世纪九十年代就已经开始研究支架搬运车等高效安撤新装备，目前已经推出较多的成熟产品。“十一五”期间，我国一些企业在充分消化吸收国外装备技术的情况下，创新研制了多系列成套的综采工作面高效安撤新装备，但多数新设备存在切眼安装空间要求严格，投入使用存在局限性，适应本集团地质条件的新型快速安装撤除的新工艺的投用已迫在眉睫。
目前，集团公司综采工作面安撤依然采用传统的安撤方式，即轨道式辅助运输的方式。基本上以无极绳、小较车、轨道平板车、小蓄电池机车、单轨吊机车等多段分散落后的传统辅助运输方式为主。运输环节多、系统复杂、安全性差。通常占用大量设备和劳动力，工人把大量体力和时间消耗在路途中，是制约综采工作面接续的主要因素。
针对这种情况，我单位与国内知名的多家安撤设备公司多次联系了解，经过现场调研对比和沟通，引进成套机械化安撤设备，提高施工队伍的机械化水平，研发推广综采工作面新型快速安撤新工艺，重点开展安撤叉车、设备液压调移装置、装车机构、单臂吊、双臂吊、矿用液压起吊装置（变形金刚）、液压拔销器、齿轨吊、水砂切割机等机械化设备的调研及应用；无轨胶轮支架搬运车、铲板车配合综采设备安撤的应用及远程遥控机械化安撤设备调研及应用。
二、国内外现状及发展趋势
随着山东能源新矿集团采煤设备的智能化、机械化装备不断升级，综采装备的技术性能和水平的发挥已经达到了非常高的程度，并且这一趋势还将继续发展下去。综合机械化开采装备技术的突飞猛进使得工作面开采速度进一步加快，工作面接续的频率越来越快。大多数矿井每个工作面每年平均搬家7-9次左右。
传统的综采工作面设备安撤方式沿用了轨道式辅助运输的方式。生拉硬拽、运输环节多、系统复杂、安全性差。通常占用大量设备和劳动力，是制约综采工作面接续的主要因素。据统计，在这种运输方式中，直接从事各环节辅助运输的人员占煤矿企业的50％，综采工作面安撤时间需要40－60天，用工甚至超过8000个。
山东能源新矿集团2019年综采工作面安撤协同的总工作量已经达到“33撤41安”，共计74次工作面安撤。采用传统的综采工作面设备安撤方式非常落后，一次安撤耗时近2个月，单班用工达13人，安全风险大，安撤占用的非生产时间所导致的产量损失高达15％。引进成套的高效安撤机械设备，提高内部施工队伍的机械化水平，满足集团公司内部矿井安撤正常接续，已成为新矿集团生产服务分公司“四大板块”综采工作面安撤工程的当务之急。
三、综采设备机械化安撤项目的研究情况
1、适用条件：工作面坡度在25°以上，设备重量在25吨以上的综采设备。
2、施工工艺：机械化安撤工艺
3、实施方案
（1）安装施工流程：综采工作面设备安装所需使用设备：折叠式安装叉车1台、安装装车机构1台、中部槽液压起吊车1台
安装切眼两端硐室内的对拉绞车以及运回顺辅助绞车，铺设运回顺以及切眼内600mm轨距铁轨，调平、调直、垫实→→用双臂吊装机安装转载机机尾端头支架，破碎机，起桥段机头→→用中部槽液压起吊车安装切眼内刮板输送机中部槽至机尾过渡槽停止→→用工作面600mm轨距的铁轨、从新铺设2100mm轨距铁轨四角道，调平调直垫实，用于支架运输车行走→→用绞车将支架牵引到四角道，用支架运输车两个牵引缸将支架拉到支架运输车上捆牢，用切眼内对拉绞车拉至机头就位安装排头支架，依次安装液压支架至机尾处，连接好各部件管路检查完好情况→→撤出支架运输车及其他安装专用设备→→安装采煤机、铺设运输机链条、机尾电机、电缆以及相关电气设备。
（2）回撤施工流程
综采工作面设备回撤所需使用设备：液压支架调向平台1台、液压支架回撤车1台、回撤装车机构1台。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
铺设两顺以及切眼内600mm轨距的铁轨，在切眼硐室以及两顺安装适用的绞车→→用专用车回收工作面电缆→→用双臂吊装机同时回收转载机、破碎机、以及工作面刮板运输机、采煤机，装平板车捆绑好运出→→三机撤出后，用切眼内600mm轨距的铁轨从新铺设2100mm轨距铁轨适用于回撤支架运输车使用→→1、安装调向平台2、安装支架回撤车3、安装回撤装车机构→→用调向平台将1/2/3排头架调向装车、捆牢，每调出一架根据顶板条件打木垛进行支护，然后调出1/2号中间架作为掩护架连接平台。每抽出一架中间架用л型钢梁一梁三柱进行顶板支护，见四回一。支架运至机尾时调向、用装车机构将支架装上平板车上捆牢外运→→回撤至机尾处剩余2至3架时，先撤出两架掩护架后打好木垛进行顶板支护，撤出调向平台、支架运输车→→用装车机构两个牵引缸将剩余支架依次撤出，每抽出一架看好顶板情况进行打木垛、液压支柱进行支护→→维护好顶板情况，回收绞车、装车机构、确保整个工作面设备安全运出。
4、研究目标：
（1）代替以往回撤工作中用绞车直接在底板上拖拉支架的传统的回撤方式。与传统的人工绞车回撤相比，使用该成套设备在大大节约人工成本的同时，提高了工作效率与安全系数，改善了工人的工作环境。
（2）操作系统采用全液压控制，使其达到操作简便，无噪声，无污染等特点，更适合井下使用。
（3）该成套设备的各大部件之间衔接、布局合理，井然有序，形成一套完整的液压支架的回撤工艺，解决了液压支架的回撤困难、危险性大、周期长的回撤难题，代替传统回撤时直接用绞车生拉硬拽的落后工艺，是煤矿在综采工作面回撤工艺上的重大改革，实现了快捷，安全，可靠，高效。为液压支架的安装提供了本质安全型设备条件。
四、机械化安撤产生的成果及效益
1、该设备属同行业领先技术，社会、经济和安全效益极大，有极高的推广应用价值。该设备在施工过程中，主要是靠液压系统作为动力，避免了供电、机电设备故障等的影响，我单位员工每天跟液压系统打交道，对液压系统较为熟悉，出现影响安撤的问题时，都能够及时的进行处理，能够最大化的提高劳动效率。
2、随着集团公司综采设备科学技术的发展，对综采工作面安撤工艺和效益要求更高，高效安撤设备的投用可以最大程度发挥机械化设备安全高效的性能。
3、综采工作面高效机械化安撤新型设备应用充分发挥了大型机械化设备的技术性能，提高综采设备的利用率，缩短安撤时间，减少占用设备和劳动力，节省安撤费用，提高安全系数，将获得显著的经济效益。
4、综采工作联合机械化安装撤除主要优势表现为7个方面：一是机动灵活，无轨道限制，操作简单、装卸方便，工人劳动强度低；二是效率高，可以实现一次装载后由起点到目的地的连续不中断运输；三是载重能力大，对于采煤机、液压支架等大型或特大、特重型设备可以实现平稳可靠运输，避免了传统运输中大型装备解体运输再组装的弊端；四是运输车辆的复用性优势，一种车辆可以在井上井下运输不同的设备、完成不同的任务，使用范围广泛；五是对巷道的适应性好，对巷道支护质量及其辅助设施没有特殊要求，只需对顶板进行必要的处理即可；六是运输成本低廉，从吨煤成本比较，由于车辆本身的安全可靠性比较高，运送大型设备的事故基本得到杜绝。
5、使用机械化安撤设备，可以将液压支架直接运送或回撤到指定的地点，一次性完成安撤工作。由液压手动控制阀控制，易于操作，安全可靠。减少了劳动强度，施工现场减少了劳动人员，并安全高效的完成支架的安装撤除工作。从而提高工作人员的安全系数、工作效率。
6、使用安撤装备后，大幅度提高了安撤速度和质量，项目部单班可提高工效 40 %，单班可节省人工4个，每月可节省360个工，节约工资支出至少15万元，使安撤效率提高了1.5倍。一套设备每年节约工资预计180万元，八套设备共计节约工资1440万元，费用远远大于每年的租赁费870.72万元。
7、使用机械化安撤设备，极大的消除了现场隐患，杜绝了在支架安装回撤时的危险施工环节，避免了职工在近距离操作时带来的伤害，基本实现“本安型”施工，给公司带来不可估量的社会效益。
8、机械化安撤设备操作系统采用全液压控制，实现了远距离作业，达到操作简便，无噪声，无污染等特点，而且极大的减轻了职工的劳动强度，改变了以往安撤工人下井就一身水和油的状况，充分让煤矿工人 “体面劳动、幸福生活”。
论文作者:陈建彬1,于龙2
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30