一、項目背景
在傳統施工工藝中，由于采用液壓單體配合慢速絞車牽引轉向，需要多人在待拆除支架附近手工操作，工序復雜，安全威脅大。在施工過程中，易發生斷繩、脫鉤、崩管等安全事故。在撤除期間，工作面還面臨采空區自燃發火的安全風險。該項目研究的掩護支架配合機械手快速撤除支架工藝，利用工作面支架原有液壓泵站，依靠工作面支架有效支護回空區的頂板，依靠專用機械手設備的兩個旋轉油缸、一個內臂油缸和一個提升油缸，只要一個作業人員遠程操作，即可實現支架平滑出架調向，杜絕斷繩、脫鉤、崩管等安全事故
二、研究內容
圖1 工藝示意圖
1.基本原理
利用掩護式液壓支架作為支撐點，機械手左右兩個旋轉油缸完成推移、旋轉和提升動作，從而將待撤支架拉出。支架調整至單軌吊梁下方后，采用單軌吊起吊、打運至解體間。
2.關鍵技術
通過與某裝備有限責任公司聯合研究，根據工作面條件和支架型號，創新研究出液壓調移裝置（機械手），通過現場試驗，并不斷進行修改，使其使用標準滿足工作面支架撤除要求。
3.工藝流程
使用三臺液壓支架垂直布置于回撤通道內靠近待撤支架位置，隨著支架不斷回撤，掩護支架邁步前移，以有效支撐回空區頂板，掩護支架有序回撤。機械手由左右兩個旋轉油缸、一個內臂油缸和一個提升油缸組成，通過基座和底梁固定在三臺掩護支架推溜頭上，用于輔助出架。使用時用乳化泵對各油缸加壓，完成推移、旋轉和提升動作，從而將待撤支架拉出。支架調整至單軌吊梁下方后，采用單軌吊起吊、打運至解體間。
圖2 現場施工圖
4.適用條件
該工藝適用范圍較廣，走向回采工作面回撤通道傾角小于25°和傾向回采工作面煤層傾角小于20°都可應用，特別適用于工作面仰采時，機械手拉移支架的效果尤其明顯。
三、應用效果
采用傳統工藝施工，需設點柱、木垛，共需木料3060根，材料成本較高；回空區頂板管理難度較大，回撤通道高度達到5m，施工木垛安全隱患較大，人工成本高、安全系數較低；出架過程中需要使用單體支撐防倒、絞車牽引等多工序配合施工，用時較長，影響回撤速度。
而采用新工藝后，局部施工點柱，僅需木料360根。經統計，整個工作面撤除共節省木料約2700根，節省人工360工時，打運節省人工540工時，木點柱造價按166元/根、人工成本300元/工測算，共計節約成本近88.3萬元/面。按年均撤除3個工作面計算，則年節約成本約265萬元。同時工作面撤除工期較傳統工藝縮短20天以上，經濟效益顯著。
四、推廣應用前景
掩護支架配合機械手快速撤除支架工藝解決了絞車牽引和單體協同操作的危險性，有效提高出架速度，縮短撤除工期，減少了自燃發火的威脅，節約了工作面撤除生產成本。
該工藝利用掩護式液壓支架作為支撐點，機械手利用液壓作為動力，工作面具備動力源；掩護支架即工作面液壓支架。該工藝操作簡單，人員需求少，即節約成本，又大大提升安全性。因此，該項目工藝具有很好的推廣前景。
小編點評
傳統工藝施工過程中，易發生斷繩、脫鉤、崩管等安全事故。在撤除期間，工作面還面臨采空區自燃發火的安全風險。該項目研究可實現支架平滑出架調向，杜絕斷繩、脫鉤、崩管等安全事故。
該工藝操作簡單，人員需求少，即節約成本，又大大提升安全性。因此，該項目工藝具有很好的推廣前景。
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