下行抽架在大倾角综采工作面的应用

【摘　要】根据许疃煤矿7225综采工作面倾角大、风巷压力大断面小及其他实际条件，对该工作面支架回撤方案进行设计，通过理论计算和采用安全防范措施，确定了液压支架下行回撤方案的可行性。现场试验表明：液压支架采用下行回撤方案，节约了做拆除支架平台的成本，每班可减少作业人员7人，也为以后类似条件下的综采工作面回撤液压支架提供了经验。

【关键词】大倾角；下行回撤

0.前言

许疃煤矿7225工作面为我矿的综采工作面，位于82采区三阶段。工作面切眼安装ZZ7600—20/40液压支架82架，2011年2月1日开始回采，截止到2011年9月15日回采至收作线，工作面收作处机巷标高在-446.5m，风巷标高在-429m，工作面平均角度150，局部地点角度达到180。

由于传统综采工作面的综采支架回撤顺序都为从下往上进行回收，即上行抽架，但在7225工作面收作期间，如采用上行抽架，大件运输必须经7225风巷提料上山（100m、200），且要穿过风门，为此我部门经过计算，探索一种回收的新摸式以适应回收条件的变化,采用从上向下综采支架回收技术,即下行抽架，此项技术在矿领导及技术部门的协作下，设计了一套行之有效的下行抽架方案，经过实践证明,该技术是成功的，此方案的实施不但大大缩短了工期，而且确保了安全收作工作。

1.抽架方案设计

1.1对于7225工作面，下行抽架方案相较上行抽架具有以下优点

1）工作面牵引支架绞车所需牵引力较小，钢丝绳不易断绳。

2）支架拆除平台设置可以使用原有的机巷无极绳机头绞车窝进行改造，节约了做支架拆除平台的成本。

3）拆除的支架备件转运路线全部是平巷，杜绝了斜巷运输大件的安全威胁。

4）拆除的支架备件转运路线内无风门，减少了大件过风门时人力推车的安全威胁。

1.2下行抽架的缺点是工作面领架时支架有下滑威胁，存在一定的安全隐患。但是采取安全防范措施可以有效的防止支架下滑。

1.3针对7225工作面的现有条件，经过综合分析，对上行抽架及下行抽架两种方案的优缺点进行比较、分析，最终确定采用下行抽架方案。

2.绞车设计

2.1绞车布置及选型

工作面机头选用JSDB－19慢速绞车两台，钢丝绳采用φ30mm；支架拆除平台外口选用JDHB-14绞车一台，钢丝绳采用φ26mm。

2.2 绞车校核

7225工作面下口选用两台JSDB-19型绞车，钢丝绳选用φ30mm，因牵引支架时主要使用领架绞车，留架绞车作为缓冲支架下滑使用，受到牵引力较小，支架拆除平台外口绞车牵引平巷，因此只需要校核领架绞车即可满足要求。

已知：JSDB-19型绞车的额定牵引力Ｆ＝190kN，切眼坡度为α=13°，所牵引的支架重量G为20T，钢丝绳的破断拉力G破为608.5kN，绳重Ps=3.38kg/m，绳长L=200m,液压支架运行阻力系数ω为0.3, 钢丝绳运行阻力系数ωk为0.3。

求实际需用的最大静张力:

FMax=G (ωcosα- sinα)+ LPsg(ωk cosα-sinα)

=20×103×10×（0.3×cos13°-sin13°）+200×3.38 ×10×（0.3×cos13°-sin13°）

=13924N

=13.924kN＜190kN

钢丝绳的安全系数

K=FP/F=608.5/13.924=43.7＞6.5

式中：K---钢丝绳安全系数值

G破---钢丝绳破断力总和，KN

Fmax---钢丝绳最大静张力，KN

G---支架整架重量，T

α---巷道坡度，取α=13°

ω---液压支架运行阻力系数，取ω为0.3

ωk---钢丝绳运行阻力系数，取ωk为0.3

Ps---钢丝绳每米质量，3.38kg/m

L---巷道长度， 取L=200 m

g---重力加速度，取g＝10m/s2

3.连接工具设计

根据支架所需最大静拉力（13.924），选择符合要求的连接工具。（如表1所示）

表1 连接工具选择

4.过程监控

4.1循环留架方式

每班工作结束后，距工作面待抽支架20m外留一架，机巷留一架，支架拆除平台留一架，抽架、工作面领架、拆除支架互不影响。

4.2技术要点

在下行抽架期间，因工作面角度较大，支架牵引过程中有下滑威胁，在抽架时，要设计出防止支架下滑的技术方案。

1）在工作面下口布置两部回柱绞车，一部正对领架通道，用于抽架、领架，一部正对工作面支架龙门架，用于领架时在支架后部进行留架，通过此种方式消除了下行抽架期间的支架下滑威胁。

2）将领架绞车钢丝绳与支架底座相连，在被领支架后方悬挂一个铁滑轮，将留架绞车钢丝绳穿过铁滑轮与支架后部相连。领架时，留架绞车提前启动（钢丝绳有明显松劲即可），而后两部绞车同步运行，通过领架绞车牵引支架前移，在支架下滑时由留架绞车带住支架阻止支架下滑。

4.3安全要点

1）图1中两部回柱绞车必须使用同种型号、同一厂家制造的。

2）工作面领架时，钢丝绳道内严禁站人，且在机巷安全出口处安排专人警戒。

2）工作面领架时，迎头作业人员应在支架距离迎头20m以上，避开铁滑轮及钢丝绳受力方向后方可施工，且要安排专人站在支架档内观察铁滑轮运行状况。

3）领架时，必须使用直径不低于26mm的圆环链配合锯齿环、卸扣与支架连接。

4）领架过程中，领架及留架绞车速度应保持一致。

5）工作面牵引支架时，要有随架移动的声光信号（两部绞车要有两套声光信号），且跟架观察人员应滞后被牵引支架5m以外的支架档内观察支架的运行情况。

6）支架领至机巷拐弯时，要有专人观察两帮，防止支架刮棚。

5.效果分析

5.1减少了做支架拆除平台的成本。7225机巷断面尺寸为：净宽×净高(轨面至顶板)=3.2m×2.8m，原无极绳机头绞车窝尺寸为：4.2m×2.8m，支架拆除平台标准：长×宽×高=9000×4200×4500mm。使用原无极绳机头绞车窝可大大的节约成本。

5.2节约了过风门推车人员及斜巷运输人员。

5.3下行抽架期间有效的解决了支架下滑的问题，钢丝绳的安全系数有了保证，保证了工作面领架的安全。

5.4消除了斜巷运输大件及人力推大件过风门的安全隐患，真正做到了安全生产。

5.5为以后类似条件下的综采工作面液压支架回撤提供了经验。