大倾角俯采6.5米高架综采设备安装技术研究

大倾角俯采6.5米高架综采设备安装技术研究

我国缓倾斜厚煤层煤炭产量占总产量的40%以上，很多矿区赋存有3.5～5.0m 厚的煤层且均为主采煤层，大采高综采是3.5～5.0m 厚煤层综采的主要发展方向之一。河北冀中股份东庞矿2号煤层赋存条件适宜采用高架综采技术，但是在局部地质条件复杂区域，针对6.5米高架及配套设备体积大，重量重，在设备运输和安装方面存在很多技术难点，轨道运输坡度大，现有绞车拉力不够；工作面顶板跨度大、顶板压力大，安装6.5米高架及配套设备空间不足；6.5米高架体积大，重量重，承载车盘承载力不够，整架过曲线时困难等；这些都将影响大采高工作面的安装。为解决这些问题，在河北冀中股份东庞矿2号煤层，进行了大倾角俯采6.5米高架综采设备的安装技术研究，并取得良好效果。

标签：地质条件复杂 大倾角 高架综采设备 安装技术 1 概述

大采高综采是我国大型高效型矿井的主要发展方向之一。大采高综采是指3.5～5.0m 厚的煤层一次采全高，与采高小于3.5m 的分层综采相比，具有采面生产能力大、巷道布置简化、回采工效和煤炭资源回收率高、设备搬家倒面次数少和节约假顶材料等优点。因此, 大采高综采是3.5～5.0m 厚煤层综采的主要发展方向之一，现在大采高综采设备的安装成了难点和重点，需要设计一套适合在煤矿井下复杂地质条件下大型设备的运输和安装方案。

2 煤矿井下复杂地质条件下大型设备的运输设计 大型设备在煤矿井下运输给矿井的巷道宽度和高度，提升绞车的提升力提出了新的要求，为了能顺利完成工作面大型综采设备的安装工作，经过多次现场调研，对每个环节进行细致的测量和研究，设计出一套适合我矿现场条件的运输和安装工艺。

2.1 设备装车 设备的装车方式很重要，依据东庞矿井下运输轨道和巷道高度的实际情况要求，装车高度不能高于2.2米，宽度不能大于1.4米，对于6.5米高架的底座按照以往的平式装车方式宽度超出了设计要求，可以改为立式装车，为了能保证装车整体受力平衡，在支架底座的两侧配上立柱。装车运输顺序为底座、掩护梁、后连杆、顶梁。

2.2 设备运输 超高、超宽型设备在井下轨道运输一直是难点，为了能满足运输6.5米高架综采设备的提升力要求，经过提升力计算我矿引进了JSDB-19绞车，并采用2级动滑轮，4根钢丝绳受力，在倾角21°的轨道坡上运输成功。为了增加支架整架在轨道上运输的稳定性。首次在工作面切眼铺设了1.2米轨道，并设计了相应的平板车盘承载支架。

2.3 绞车提升力计算 在2612工作面切眼需牵引225米，倾角按最大21°计算，使用两台JSDB-19绞车运输，使用Φ24.5mm新钢丝绳，钢丝绳破断力38.9T，1整架支架48T，使用一条钢丝绳两台绞车一个定滑轮两个动滑轮运输(6根底锚在四角固定40mm厚400×400铁板，铁板中间割φ100圆孔，两条40T大链穿过圆孔和定滑轮连接，两个16T动滑轮用两条40T大链和支架相连，底锚同绞车底锚参数，底锚用双螺母固定，滑轮不得低于16T），绞车拉力为32T。

P=w（sina＋f1cosa）＋qL（sinb＋f2cosb） 式中：

P——钢丝绳最大净拉力，kg

w——车盘与载重质量之和，kg

a——斜坡中产生最大拉力处的倾角，可取最大倾角，度 f1——车辆在轨道上运行时的阻力系数，取0.015 q——钢丝绳单位长度的质量，kg/m L——钢丝绳长度，m b——平均坡度，度

f2——钢丝绳运行时阻力系数，取0.15 4P=（48000＋1000）（sin21°＋0.015 cos21°）＋2.165 ×900 （sin21°＋0.15cos21°）=19219kg P=4805kg

38900/4805=8.1＞6.5合格。

JSDB-19绞车拉力32000kg＞绞车受力4805kg 符合要求，合格。

3 煤矿井下复杂地质条件下大型设备的安装设计

组装支架硐室的尺寸规格和工程质量按照设计要求达到组装条件，将组装点杂物清理干净，保持底板平整。

3.1 安装组装架 ①将四个立柱底座安放到标定位置，并调好角度。立柱和底板夹角不得小于70度。②将滑轮用完好的40T大链、锚兰、螺丝牢固的固定在顶起吊锚杆上，高度适宜。③将立柱分别用绞车安放到四个底座上，上好柱销和挡销，将立柱左右两侧分别使用4股8#铁丝固定在两帮帮起吊锚杆上。两侧铁丝夹角大于120度。④中部框架在底板组装好后，将准备好的5个16T滑轮，用40T大链按照起吊要求双链固定在框架的横梁上，大链的锚兰、螺丝、平垫、弹簧垫必须齐全、紧固、有效。然后用组装点中部的两个滑轮作为起吊点，滑轮挂在组装点顶部中心线的两组（每组四根起吊锚杆间距500×500mm对角双40T大链）锚杆上，起吊锚杆用双螺母固定大链。使用JM-14绞车起吊，把中部框架和四个立柱对接好，插好顶部销子和压块。需要调整立柱位置时，必须使用两台导链分别牵住立柱左右两侧，两个导链受力后夹角不得小于120度，只有在两台导链都用力后才能剪断原有铁丝。⑤安好四个立柱的液压管路和液控阀，同时升四个立柱，使中部框架接顶，如果顶板不平，要使用半圆木垫平顶部，然后升紧中部框架，框架四角必须使用40T大链可靠固定在顶部起吊锚杆上，锚兰螺丝必须拧紧。立柱禁止伸展，要保持至少50mm的剩余量，必要时可在组装架顶部排木垛接顶。

3.2 支架组装方法 ①用起吊绞车吊起底座，把专用车盘拉到底座下，放正底座，用两条φ36mm螺丝把底座固定上紧在车盘上。②用绞车分别吊起立柱、后连杆，固定在底座上，后连杆后下方用方木垫稳，并用绞车吊住后连杆。③将掩护梁卸车，把前连杆组装到掩护梁上，用两台绞车同时吊起掩护梁，对眼安装。④组装好掩护梁后，支架重心偏离车盘重心，掩护梁安装后一直到组装顶梁完毕，必须使用一台带闸的绞车吊住掩护梁后端（或用专用支撑车顶住掩护梁的后端，专用支撑车和专用车盘连接必须可靠，不得有伸缩），防止翻车，用三台绞车同时吊起顶梁，就位组装。⑤横梁之间用40T大链或1寸钢丝绳连接，把起吊装置定位挂在40T大链或1寸钢丝绳上起吊支架销子，销子对眼安装。

3.3 支架就位方法 在工作面切眼安装6.5米高架及配套设备空间要求工作面跨度8.5米，由于地质条件复杂，为保证顶板安全切眼先扩7米，在工作面机头处先就位3架，支架就位后升起支架接顶支护顶板；掘进区扩帮到8.5米宽9

米长，安装队安装就位5架支架、溜子；掘进区再扩帮到8.5米宽9米长，每5架一个正规循环，直到工作面安装完成。

4 结语

6.5米高架综采设备在东庞矿2612工作面安装试验成功，与其配套的采煤机、工作面输送机在大倾角、大俯角开采时，防倒防滑、切割能力、运输能力均得到解决且运转正常，并且支架安装了电液控制系统，加快了支架的动作速度，提高了自动化程度，减少了劳动量，提高了效率和安全保障功能，现已经实现单面月产原煤30万吨以上，实现了大采高、大倾角、大俯采、多断层等复杂地质条件下的安全高产高效开采。

参考文献：

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