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★ 科技信息改革创新 ★

智能化快速撤架配套技术的研究与应用

王自卫,刘 阳,刘建平 (晋能控股企业煤业集困综采紫装装设分平台,甘肃省鄂尔多斯市,037001)

摘 要 分析(xi)了(le)回撤(che)(che)工作面中传(chuan)统的(de)撤(che)(che)架(jia)工艺流程及(ji)其存(cun)在的(de)工艺缺(que)陷,为了(le)解决传(chuan)统撤(che)(che)架(jia)工艺中存(cun)在的(de)绞(jiao)车钢丝(si)绳断(duan)裂、掩护支(zhi)(zhi)架(jia)移动困难、撤(che)(che)架(jia)效率低以及(ji)三(san)角(jiao)区(qu)顶(ding)板维护差等难题,创新研(yan)究了(le)停(ting)采(cai)支(zhi)(zhi)护、掩护支(zhi)(zhi)架(jia)自移、回撤(che)(che)支(zhi)(zhi)架(jia)以及(ji)三(san)角(jiao)区(qu)支(zhi)(zhi)护智能化快速(su)撤(che)(che)架(jia)配(pei)(pei)套(tao)技(ji)(ji)(ji)术(shu),并详(xiang)细阐述了(le)相(xiang)关技(ji)(ji)(ji)术(shu)内容及(ji)其技(ji)(ji)(ji)术(shu)优势。通过(guo)在晋(jin)能控股煤业(ye)集团同忻(xin)煤矿的(de)实际应用表明,智能化快速(su)撤(che)(che)架(jia)配(pei)(pei)套(tao)技(ji)(ji)(ji)术(shu)节省了(le)人力、提高了(le)撤(che)(che)架(jia)效率、降低了(le)安全隐(yin)患,对实施无人化撤(che)(che)架(jia)作业(ye)具有重要意(yi)义。

要点(dian)词 回撤工作(zuo)面;掩(yan)护支(zhi)架;撤架技术(shu);三角(jiao)区支(zhi)护;坚硬顶板(ban)

在千万吨级(ji)煤矿综采设备的回(hui)撤(che)(che)过程(cheng)中,液压支(zhi)(zhi)架的安全(quan)顺利撤(che)(che)出是整个工(gong)(gong)程(cheng)的重(zhong)要组成(cheng)部(bu)分,而撤(che)(che)架期间掩护支(zhi)(zhi)架的移动、撤(che)(che)架工(gong)(gong)艺以(yi)及(ji)三角区的顶板维(wei)护又是液压支(zhi)(zhi)架回(hui)撤(che)(che)的关键(jian)[1]。因此,改进撤(che)(che)架配套技术(shu)对(dui)设备的安全(quan)回(hui)撤(che)(che)以(yi)及(ji)提高(gao)工(gong)(gong)作效率具有重(zhong)要意义。

1 传统撤架工艺流程及其存在的缺陷

1.1 传统撤架工艺流程

在常用撤架加工过程注意事项中,重点撤架环节以下:

(1)根(gen)据回采(cai)(cai)工作面(mian)开采(cai)(cai)情况,提前设定停采(cai)(cai)线并制(zhi)定停采(cai)(cai)支(zhi)护(hu)方案[2]。工作面(mian)停采(cai)(cai)后,按照停采(cai)(cai)支(zhi)护(hu)方案进行(xing)施工,为工作面(mian)设备的后期回撤创(chuang)造良(liang)好支(zhi)护(hu)条件;

(2)般家军队吸收回撤的做工作面后,完成的做工作面停采质量检查,并对支护欠缺特点完成及时性整改措施; (3)将进风巷的带式传输带机、的设备普通列车、引用机、破碎工艺机、端头支架上、前后的滚筒传输带机等先后撤出; (4)将办公面尾巴的2~3架液压装置支撑杆由小到大调向,摆设为双掩体支撑杆或三掩体支撑杆;

(5)在(zai)工作面中部(bu)位置布置一台回(hui)柱绞车,在(zai)靠近煤帮(bang)的掩护支架(jia)底座上固(gu)定(ding)一个定(ding)滑轮,将回(hui)柱绞车钢(gang)丝绳绕过定(ding)滑轮与被撤支架(jia)底座连接固(gu)定(ding)[3];

(6)将被撤支撑杆下降,方法回柱提升卷扬机将被撤支撑杆跨页撤出;过后回柱提升卷扬机钢缆绳脱落定滑轮,将被撤支撑杆调向拉开至车箱位址; (7)每撤出1架液压多路阀框架后,尽快对三边形区域内顶板采取“木垛+钢梁”临建支护。 (8)致此成功1架油压机多路阀安装托架撤架循坏,由小到大去另一油压机多路阀安装托架撤架作业,直到运转面油压机多路阀安装托架全不撤出。

1.2 传统撤架工艺存在的缺陷

传统意义撤架工艺设备有着顶板维持差、安全性高问题多、撤架投资成本高级详细缺陷:,详细以下:

(1)在传统千万吨级煤矿综采工作面撤(che)(che)架(jia)过程中(zhong),对撤(che)(che)架(jia)空间(jian)顶(ding)(ding)板的支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)护方式(shi)通常采用双掩(yan)护支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)或三掩(yan)护支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)护[4],掩(yan)护支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)架(jia)间(jian)距较大,对顶(ding)(ding)板支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)撑效果较差,顶(ding)(ding)板易下沉;

(2)传统化撤架的方式仍要用到回柱矿用绞车做撤架,撤架率低,且不锈钢钢绞线碎裂隐患大;

(3)传统撤架(jia)方(fang)式(shi)对三角区空(kong)顶(ding)(ding)通常(chang)不(bu)支(zhi)护(hu)(hu)或者采用(yong)“单体(ti)+木垛”方(fang)式(shi)支(zhi)护(hu)(hu),该方(fang)式(shi)会造成(cheng)掩护(hu)(hu)支(zhi)架(jia)上覆顶(ding)(ding)板支(zhi)护(hu)(hu)强(qiang)度(du)不(bu)足,需要在紧随(sui)掩护(hu)(hu)支(zhi)架(jia)后方(fang)搭设大量木垛进行支(zhi)护(hu)(hu),特别(bie)是(shi)三角区空(kong)顶(ding)(ding)面积较大,易造成(cheng)顶(ding)(ding)板下沉、采空(kong)区压力涌现甚(shen)至发生漏煤事故(gu)[5];

(4)一般撤架形式支护制造费高,单个收集困难的,者作业题投资风险危险点大。

2 智能化快速撤架配套关键技术

针对传统(tong)撤(che)架(jia)工(gong)(gong)艺存在的(de)问题(ti),晋(jin)能(neng)控股煤业集(ji)团综(zong)采装备(bei)安装分公司(si)提出了智(zhi)能(neng)化快速撤(che)架(jia)[6]配套技(ji)(ji)(ji)术方案,该技(ji)(ji)(ji)术方案涵盖了“停采支(zhi)护(hu)(hu)、掩(yan)护(hu)(hu)支(zhi)架(jia)自移[7]、回撤(che)支(zhi)架(jia)、三角区(qu)支(zhi)护(hu)(hu)”4项(xiang)(xiang)关键性(xing)技(ji)(ji)(ji)术,通过对这4项(xiang)(xiang)关键性(xing)技(ji)(ji)(ji)术的(de)应(ying)用,能(neng)够解决传统(tong)撤(che)架(jia)工(gong)(gong)艺暴(bao)露出的(de)顶板维护(hu)(hu)差(cha)、安全隐患多、撤(che)架(jia)成本(ben)高等难题(ti)。

2.1 停采支护技术

2.1.1 技術规划

(1)当回采工作(zuo)面推(tui)进到距离(li)停采线 17 m 时,开始沿工作(zuo)面顶板从头至尾连续(xu)铺设两块123 m 聚(ju)酯纤维柔(rou)性网(wang)[8], 柔(rou)性网(wang)规格为 JD PET900×800 MS。

(2)在支架主(zhu)顶梁位置共安装7排支护,包(bao)括2排“6.3 m锚索+两眼工字钢” 、1排“铅丝吊挂(gua)工字钢”以(yi)及4根“Φ15.875 mm钢丝绳”。

(3)在扩刷机道地位共使用8排支护,属于5排“2.8 m锚杆+钢表带”、1排“8.3 m锚索+钢表带”、1排“组合构成锚索”、1排 “8.3 m锚索+二眼工钢”(注:原因做工作面液压式支吊架上上产品型号为ZF21000/27.5/42,支吊架上上长宽高较ZF15000/27.5/42型支吊架上上长,故机道横向由本来的6.25 m扩宽至7.1 m,往往机道支护增添1排“2.8 m锚杆+钢表带”支护)。 2.1.2 技术应用主要优势 主要采用新颖支护水平后,减少了过多支护建筑材料,同样保证了很好的性支护抗压强度,会让采空区顶板就能及早垮落,杜绝往日大空间空顶的投资风险。框架主顶梁顶部更改刚丝绳支护,不错合作框架间的垂直刚丝绳行成经伟网,并就能很好的性承重聚氨酯黏胶纤维柔性板板网,设定半圆区的网包。办公面顶板柔性板板网应用领域施工现场如同1如图是。
图1 上班面顶板主动网应用领域施工现场

2.2 掩护支架自移技术

2.2.1 技术性方案格式 (1)待办公面后部淡入三角架撤出后,即时连接封膜木垛。选择使用淡入三角架在此之后间断性4个高级三角架有所作为无球三角架(之后型号为2号、2号、3号、8号),2号无球三角架靠采煤帮侧(距煤帮0.5 m),2号、3号无球三角架座落在后面,8号无球三角架座落在靠采空区一偏,四无球三角架的架距离为0.5 m; (2)将每段上升顶梁安放至2号、3号、11号掩体之架前部,并将其互不铰接,怎么安装铰接销; (3)顺次的使用T型衔接板将四挡拆支撑杆与更迭顶梁衔接,并的安装稳固销; (4)将电气控制箱稳固在5号挡拆三角架企业内部,并制作好加固具体措施;

(5)由电(dian)控箱(xiang)引出(chu)的(de)4路(lu)主线依次与1号、2号、3号、4号掩(yan)护支架对应电(dian)磁阀组[9]接通,并做好调试记录。

2.2.2 技木优势与劣势 依据挡拆支吊架自移技术设备后,四挡拆支吊架人工的运行原则英文换为防盗器运行的运行原则英文,依据增加竖梁做到挡拆支吊架自移和挡拆支吊架架行间距走路。撤架企业可以做到6 m的撤架间隔,连续性撤出可以减少准确时间,提升 撤架吸收率。应急作业前一天分钟依据防盗器运行管控,不光提升 了办公吸收率,并且大幅度降低了应急风险。四挡拆支吊架增加竖梁软件应用环境图甲2图甲中。
图2 四无球框架流逝大梁应用软件現场

2.3 回撤支架技术

2.3.1 技术工艺实施方案 待撤三角架撤出后,关察原三角架后部顶板,若有破网及漏煤前提要尽早来补网止漏,若顶板完好无损则单独来保护三角架的自手机移动作。摇控操作环节使用的的人员要提前就捡查摇控器各开关会不归位,急停按钮图片会不归位,电瓶电池电量前提要无时无刻撑握,操作环节使用的时要坐在远距离保护三角架20 m作用的被撤架内来操作环节使用的。以一运转间歇加以分析,保护三角架自移及撤架加工过程环节方式:

(1)第1步:将(jiang)四(si)掩护支(zhi)架(jia)的(de)推(tui)移(yi)油缸(gang)完全推(tui)出(chu),使得推(tui)移(yi)横梁及撤架(jia)机构(gou)整体前移(yi)0.9 m左右,之后(hou)利用(yong)撤架(jia)机构(gou)将(jiang)被撤支(zhi)架(jia)水平拉(la)出(chu)6 m左右,最后(hou)使用(yong)支(zhi)架(jia)搬运车[10]将(jiang)被撤支(zhi)架(jia)调向运出(chu);

(2)第2步:将3号掩体固定固定架之前之后立柱降落,到最后取回推进油缸,将3号掩体固定固定架拉前,到最后将之前之后立柱上升可以保障接顶。任何3个掩体固定固定架逐一使用,令全套传动装置拉高0.9 m影响; (3)第4步:按照第2步由大到将四无球支吊架多次移位0.9 m左右两边,达到下两个撤架规定,方始来完成了两个撤架反复。 2.3.2 操控平台 对四无球托架及撤架设备经由远程管理管理制定,无球托架选择的过程 中通常有关到前立柱上升下降机、后立柱上升下降机及推进油缸的收放3个效果,撤架设备通常有关油缸的推进效果。近几余年跟着智力化工做面的推荐,大这部分工做面托架已更新换代为电液管理托架,经由設置管理器、卫星警报火箭发射器,而且选择手机遥控器来管理多无球托架的拉伸动作。管理电路系统通常涉及到控住器功能、433卫星警报填写功能、效果功能、电源线功能、碰触性器、管理端等,控住器功能下端与433卫星警报填写功能下端链接,另下端与效果功能下端链接,效果功能另下端与无球托架及待撤架的碰触性器依次链接,碰触性器依次与无球托架及待撤架的管理端链接。 2.3.3 技艺主要优势 选取环保型撤架贷款机构代替传统艺术卷扬机撤架技術,规避了不锈钢钢绞线脱落的危险 。运用该技術后,才能将手动液压支架上单次性品质吐出,节约了了撤架精力。

2.4 三角区支护技术

2.4.1 科技工作方案

三(san)(san)角区(qu)(qu)是(shi)由掩(yan)(yan)护(hu)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)架和被撤(che)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)架以及(ji)采(cai)空区(qu)(qu)填(tian)实区(qu)(qu)域切顶轮廓线所形(xing)成的(de)(de),该区(qu)(qu)域对撤(che)架、掩(yan)(yan)护(hu)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)架前移以及(ji)通(tong)风状况具有(you)较(jiao)大意义,所以对于三(san)(san)角区(qu)(qu)顶板治理(li)具有(you)较(jiao)强的(de)(de)专业性[11]。在增加了一个掩(yan)(yan)护(hu)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)架的(de)(de)同时(shi)机道(dao)相应(ying)拓宽(kuan),三(san)(san)角区(qu)(qu)的(de)(de)有(you)效控制面积基本不变,因此摈弃以往单点支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)护(hu)形(xing)式(shi),采(cai)用(yong)(yong)新(xin)型的(de)(de)“单体+工(gong)(gong)字(zi)钢梁”联合(he)(he)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)护(hu)形(xing)式(shi)。具体工(gong)(gong)艺(yi)贯穿(chuan)于掩(yan)(yan)护(hu)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)架前移期间,每(mei)撤(che)1架布置(zhi)1组联合(he)(he)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)护(hu),始终保持(chi)3根单体支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)护(hu)。三(san)(san)角区(qu)(qu)新(xin)型支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)护(hu)应(ying)用(yong)(yong)现(xian)场如(ru)图3所示。

图3 三边形区一种新型支护选用现象
2.4.2 枝术优缺点

三(san)角区(qu)(qu)采用(yong)新型支(zhi)(zhi)(zhi)护(hu)技术后,三(san)角区(qu)(qu)顶板支(zhi)(zhi)(zhi)护(hu)更加可靠(kao)[12]。4号(hao)掩(yan)护(hu)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)上(shang)方(fang)至少有2组(zu)“简支(zhi)(zhi)(zhi)梁”支(zhi)(zhi)(zhi)护(hu)和1组(zu)“悬臂梁”支(zhi)(zhi)(zhi)护(hu),2组(zu)“简支(zhi)(zhi)(zhi)梁”支(zhi)(zhi)(zhi)护(hu)保证了在(zai)(zai)4号(hao)掩(yan)护(hu)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)上(shang)迁时(shi)顶板不下沉,避(bi)免4号(hao)掩(yan)护(hu)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)上(shang)方(fang)顶板随(sui)着撤架(jia)(jia)的进(jin)行逐渐下沉并将4号(hao)掩(yan)护(hu)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)压死。同时(shi),单体(ti)支(zhi)(zhi)(zhi)柱循环(huan)使用(yong)避(bi)免了浪(lang)费,且单体(ti)支(zhi)(zhi)(zhi)柱随(sui)4号(hao)掩(yan)护(hu)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)上(shang)迁,省(sheng)去了人(ren)力搬运(yun),减少了在(zai)(zai)三(san)角区(qu)(qu)工作时(shi)间(jian),降低了安全风险。

3 应用情况分析

202一年,智力化很快撤架匹配的技能在晋能控股企业煤业投资集团官网同忻矿山一盘菜区8102回撤事业面来了做到使用。使用需求1立方米面方便查验在大同市大矿硬度高顶板要求下该的技能加工新工艺的可靠性,另1立方米面方便收集信息,若要事后对的技能加工新工艺改变及对回撤事业面顶板的扯力来分析一下,为最后在全投资集团官网线上营销带来了的技能认可。 在用了数字化化高速 撤架生活设施科技后,顺利依据远程登陆远程遥控使用运作无球卡子自移以其回撤卡子等基本功能,从而提高了运作工作员的人身安全常数;并且,顺利依据停采支护的改善以其四角区支护行式的全新,对撤架区顶板进行了可以控制化,进行了降本提质增效。具体的情况用的情况深入分析有以下: (1)定期撤架个数由6架发展到7架; (2)无球电气安装支架操控自移装制衡量了无球电气安装支架立刻自移,且自移的时间比从前降低了10~20 min; (3)保护固定架即时自移后引领控顶支护,免于了被撤马路上覆顶板的下层安全风险,创造出了良好的的撤直埋间和撤架情况; (4)撤架后,当下停采支护枝术就能构建采空区顶板不能沉到或塌落从根本上挥发释放压强,难以出现大户型面积悬顶风险; (5)一般撤架新工艺中挡拆托架中移动要2~3名上班成员实现手工工作流程和指挥手势,应用网络化化加快撤架相互配套科技后,只需1名工作流程成员实现跨网无线遥控范围工作流程,合理利用了人才; (6)智能化很快撤架搭配技术设备中的四无球托架采用一定跨距实现走动,还就还可以防范挤架人身事故的产生;同時新增的无球托架更佳贴近采空区侧,工作人群在对三角型区空顶实现支护作业答案时,就还可以在无球托架内实现操控的;在出售竞聚率液压式托架时,工作人群就还可以处于靠采空区侧无球托架内实现操控的,以此缩减了安全的风险源。

4 效益分析

4.1 安全效益

智慧化更快撤架搭配能力会尽早自移无球吊架,遏制了中国过去撤架的技术流程实用回柱卷扬机可移动无球吊架的断绳投资问题。智慧化更快撤架搭配能力会每次性将被撤架拉开,加强了撤架吸收率,对顶板支护的时限性促进,降低了了顶板下层投资问题。智慧化更快撤架搭配能力利用堆积顶梁、撤架组织 、电液阀、设定器及遥控实际操作平衡装置做到多无球吊架的过程集成式化,做到无球吊架自移,代替品了中国过去撤架的技术流程人工成本手柄实际操作的繁琐步骤,加强了做业题吸收率,遏制了的人员在快消失区实施做业题的投资问题。

4.2 经济效益

依据回撤任务面136架气动支撑架算,传统与现代艺术撤架研发工艺流程一天可回撤12架气动支撑架,还要建设周期约11 d。智慧化高速撤架一起枝术取得胜利用后,每回撤1架气动支撑架最少得节电工时20 min ,使单架回撤准确时期降落到40 min作用,一天可回撤16架气动支撑架,只还要建设周期8.5 d,比传统与现代艺术撤架研发工艺流程建设周期少了约2.5 d。智慧化高速撤架一起枝术才可以节电人工费花费约4.10万美金、特殊工种车试述他机械厂固定资产折旧和返修贮存费约2万美金、维护费约0.10万美金,第一年依据回撤10个任务面算,可节电流动资金约74万美金,直观国家金钱高经济发展突出。依据第一年对煤矿显示器合理利用25 d研发准确时期、均衡产煤6万t/d算,则显示器增产增收煤炭126万t/a,简接国家金钱高经济发展丰厚。

5 结语

自动化化高效撤架生活配套水平是用很多年实践生产经验生产经验减少出的但是,该水平会比较好地替换传统的撤架工艺设备,同时根本进行遥控操作有效控制,安全防护卫生因子进一大步提升 ,优缺点比较突出。本项水平会将撤架有风险性区成了安全防护卫生相对稳定区,将苦重繁累成了轻便省钱,同时极大值地有效降低撤架整个过程中的物料浪费。

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Research and application of supporting technology for intelligent rapid removal of hydraulic supports

WANG Ziwei, LIU Yang, LIU Jianping (Fully Mechanized Mining Equipment Installation Branch Company, Jinneng Holding Coal Industry Group, Datong, Shanxi 037001, China)

Abstract The traditional hydraulic supports removal process flow and its existing process defects in the withdrawal working face were analyzed. In order to solve the problems existing in the traditional hydraulic supports removal process, such as winch wire rope fracture, difficult shield support migration, low removal efficiency and poor roof maintenance in the triangle area, the supporting technologies for intelligent rapid removal of hydraulic supports were innovatively studied, including stop mining support, shield support self-moving, withdrawal support and triangle area supporting, and the relevant technical contents and technical advantages were described in detail. The practical application in Tongxin Coal Mine of Jinneng Holding Coal Industry Group showed that the supporting technology for intelligent rapid removal of hydraulic supports saved manpower, improved the hydraulic supports removal efficiency and reduced potential safety hazards, which was of great significance for the implementation of unmanned removal operation of hydraulic supports.

Key words withdrawal working face; shield support; hydraulic supports removal technology; triangle area support; hard roof

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插入文件格式:王自(zi)卫,刘(liu)阳(yang),刘(liu)建平. 智能化(hua)快速(su)撤架(jia)配套技术的研究与应用[J].中国煤炭,2022,48(4):61-65.doi:10.19880/j.cnki.ccm.2022.04.010

WANG Ziwei, LIU Yang, LIU Jianping. Research and application of supporting technology for intelligent rapid removal of hydraulic supports[J].China Coal,2022,48(4):61-65.doi:10.19880/j.cnki.ccm.2022.04.010

我们简绍:王自卫(1977-),男(nan),山西原平人,高级工程师(shi),现任职于(yu)晋能(neng)控股煤(mei)业集(ji)团综采装(zhuang)备安装(zhuang)分(fen)公司总工程师(shi),主要从事(shi)煤(mei)矿(kuang)机(ji)电设备安装(zhuang)、煤(mei)矿(kuang)顶板治理(li)等(deng)方面的(de)研究。E-mail:smqwzw@163.com

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