液压千斤顶在液压支架井下拆解中的应用论文_李晓庆,苏新峰

(临矿集团菏泽煤电有限公司彭庄煤矿 山东郓城 274700)

摘要:为适应彭庄煤矿提升、运输系统要求,完成彭庄煤矿1307工作面回采结束后液压支架拆解、升井工作,根据《煤矿安全规程》等文件要求,结合彭庄煤矿井下提升、运输建设情况,液压支架拆解运输期间采用新设备、新工艺,效果良好。

关键词:液压支架;拆解运输;液压千斤顶;简易吊装平台

Abstract:In order to meet the requirements of transportation system and the lifting system, In order to complete the hydraulic support of PengZhuang coal mine 1307 working face disassembling work ,According to the documentation requirement of the Coal mine safety regulation, Combining the construction situation of PengZhuang coal mine lifting system and transportation system ,There are some new technology and equipment adopted in the hydraulic support disassembling work .This change has achieved good effect .

Keywords:hydraulic support;transportation;hydraulic jack;lifting platform

1 矿井概述

彭庄矿位于山东省西南部,南距嘉祥县城32km,西距郓城县城14km,行政区划属山东省菏泽市郓城县张营镇管辖,矿区面积67.1934km2,开采设计标高为-450m至-1200m。设计生产能力为110万吨/年,是菏泽地区第一对投产的煤矿,表土层厚度平均为450m。其自然地质界线东起F14断层,西至F21断层,北至F21支3断层,南界为奥陶系顶界露头及F15断层,东西长约11km,南北宽约10km,面积103km2,井田位于巨野煤田东北部,是巨野煤田规划建设的7个井田之一,其西与郭屯井田、郓城井田相邻,其东部与梁宝寺井田相邻。

2 1307工作面回采结束后液压支架回撤拆解条件概况

彭庄煤矿1307工作面ZY8500/21/45液压支架整体尺寸为7150×1660×2100mm,总重28t,矿井罐笼的最大装载物料的尺寸为1700×4200mm,现有提升、运输系统无法满足液压支架整体提升、运输,需拆解进行。液压支架已连续使用5年,先后服务于1305、1307工作面, 工作面最大涌水量约30-50m3/h,水质PH值约8.3,有腐蚀性,液压支架底座、顶梁、掩护梁、四联杆、护帮板、侧护板的各连接销轴有锈蚀、变形,支架分解难度大,液压支架升井维修必须在拆解硐室进行拆解,将液压支架顶梁、掩护梁、底座、侧护板进行分解,一台液压支架分解为四部分进行运输升井。共需拆除销轴如下:顶梁、掩护梁铰接处销轴2个,四连杆、掩护梁铰接处销轴4个,平衡千斤顶前端连接销轴1个。

3 液压支架井下回撤拆解以往设备、工艺

3.1旧工艺液压支架吊装

以往液压支架拆解采取人工手拉葫芦起吊液压支架,拆解硐室顶拱植入专用起吊锚杆,吊挂手动葫芦,人工拉动葫芦进行吊挂和微调。

3.2旧工艺液压支架销轴拆除

3.2.1自制销轴拆除装置

销轴拆除工序多使用自制销轴拆除装置,丝杠螺纹端连接销轴螺孔,丝杠杆上套一带把手铁块,丝杠末端焊接铁块限制中间铁块行程,连接销轴后人工滑动中间铁块,撞击丝杠末端铁块,利用惯性冲击将销轴拔出。

3.2.2氧炔焰割除

部分销轴因锈蚀严重,自制销轴拆除装置无法完成销轴取出工作,则采取气割拆除法。用氧炔焰割开液压支架本体,露出需拆除销轴后再行割除。往往造成液压支架本体损坏严重甚至报废的结果。

4 液压千斤顶应用于井下液压支架拆解后新工艺

4.1新工艺液压支架吊装

4.1.1液压千斤顶改装简易吊装平台

用四棵专用液压千斤顶分别装于四件套筒内(用于固定液压千斤顶),套筒底部打锚杆生根固定,液压千斤顶上方设置2纵2横共4根钢梁,钢梁间用挡板进行定位,防止钢梁脱出。配置乳化泵一台、液压系统一套,压力要求25~30MPa。

图4.1.1.1 液压千斤顶简易吊装平台正面图

图4.1.1.2 液压千斤顶简易吊装平台侧面图

4.1.2新工艺液压支架吊装工序

运输轨道从中间穿过,液压支架运输至简易吊装平台下方,用40T圆环链分别于顶梁侧护板侧面四处圆孔(侧护板收至最里侧)、掩护梁后两处吊环共计六处进行吊挂,采取倒八字形稳定吊挂液压支架,吊挂完毕后操纵液压系统操作阀,四棵立柱在需求及允许范围内进行升降,可实现液压支架迅速起吊、下放及微调。

4.2 新工艺液压支架销轴拆除

液压支架销轴拆除顺序依次为:平衡千斤顶前端连接销轴、四连杆与掩护梁铰接销轴、最后拆除顶梁与掩护梁铰接销轴。

4.2.1液压千斤顶在销轴拆除中的应用

4.2.1.1液压千斤顶自制销轴拆除器1

取用液压千斤顶一棵,于前端加装固定套筒,套筒一侧开口,大小可容人手进入操作,要求套筒强度可承受400KN压力不变形。液压千斤顶活塞伸出,中间以丝杠焊接半链环与销轴螺孔连接,然后活塞杆回缩,此时套筒抵住液压支架本体,活塞杆将销轴拉出。

4.2.1.2液压千斤顶自制销轴拆除器2

取用专用千斤顶一棵,千斤顶最小高度小于400mm,活塞杆直径小于150mm。于液压支架掩护梁顶面切割两个400*500mm见方孔洞,避开液压支架掩护梁大筋(液压支架维修时可重新进行敷设同材质钢板,不影响液压支架技术性能),分别于图中每组销轴中间切口。大小可放入专用液压千斤顶,活塞杆抵住销轴内侧,千斤顶底端加垫合理尺寸钢板,操作液压操纵阀,将销轴由内向外顶出。

4.2.1.2 掩护梁切口位置示意图

5 新、旧工艺各项参数分析结论

5.1提升、运输系统要求分析

ZY8500/21/45液压支架总重28吨,如整体运输提升,运输系统负荷较大。采煤工作面回采结束后,来压明显、来压频率高,巷道常因冲击地压发生底板鼓起、两帮移近现象。整体运输时对巷道高度、两帮宽度及提升罐笼尺寸、最大承受重量都有较高要求。巷道变形必须进行整修工作,造成工期延误,产生额外工作量。

5.2液压支架拆解效率分析

以往工艺多采取人工拆除销轴,使用的销轴拆除装置较为落后。应用液压千斤顶后的新工艺,拆除销轴时拉力、推力远超人力。液压千斤顶简易吊装平台代替人工手拉葫芦起吊、微调液压支架,吊装、下放效率显著提升。以往工艺拆除一台液压支架平均用时24小时,应用液压千斤顶后新工艺平均用时8小时(均包括装车工序)。

5.3安全系数、操作性分析

液压千斤顶简易吊装平台代替人工手拉葫芦起吊液压支架,操作人员将液压支架与吊装平台简易连接后即可实现中程距离操作,较以往工艺操作人员在液压支架下方拉动葫芦安全系数显著提升;应用液压千斤顶代替以往氧炔焰割除销轴,避免井下明火,安全系数显著提升。

5.4液压支架拆除及后续维修成本分析

新工艺拆解后的液压支架,整体完整性较好。液压支架关键连接处构造未破坏,不影响液压支架整体性能,维修费用降低5000元/架;液压支架变形程度较小,维修周期缩短;液压千斤顶代替氧炔焰,节约氧气、乙炔及气割设备费用500元/架。

5.5结论

液压千斤顶应用于井下液压支架回撤拆解,可降低矿井提升、运输系统要求,明显加快液压直接回撤拆解效率,显著提升液压支架回撤工作安全系数,较大程度节约液压支架回撤拆解及后续维修成本,符合现代化矿井建设要求,可于一定范围内推广使用。

参考文献

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[3]杨希. 支架搬运车的设计分析与改进[J] 矿山机械,2010.

[4]王国法,“十二五”煤矿开采装备技术的发展展望[J] 煤矿开采,2011,16(3).

论文作者:李晓庆,苏新峰

论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期

论文发表时间:2018/10/1

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