一、項目背景
在傳統(tǒng)施工工藝中，由于采用液壓單體配合慢速絞車牽引轉(zhuǎn)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(fā)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(qū)自燃發(fā)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(qū)的頂板，依靠專用機械手設備的兩個旋轉(zhuǎn)油缸、一個內(nèi)臂油缸和一個提升油缸，只要一個作業(yè)人員遠程操作，即可實現(xiàn)支架平滑出架調(diào)向，杜絕斷繩、脫鉤、崩管等安全事故
二、研究內(nèi)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(zhuǎn)油缸完成推移、旋轉(zhuǎn)和提升動作，從而將待撤支架拉出。支架調(diào)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(lián)合研究，根據(jù)工作面條件和支架型號，創(chuàng)新研究出液壓調(diào)移裝置（機械手），通過現(xiàn)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(nèi)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(qū)頂板，掩護支架有序回撤。機械手由左右兩個旋轉(zhuǎn)油缸、一個內(nèi)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(zhuǎn)和提升動作，從而將待撤支架拉出。支架調(diào)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(xiàn)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(tǒng)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(qū)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(shù)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(jīng)統(tǒng)計，整個工作面撤除共節(jié)省木料約2700根，節(jié)省人工360工時，打運節(jié)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(jié)約成本近88.3萬元/面。按年均撤除3個工作面計算，則年節(jié)約成本約265萬元。同時工作面撤除工期較傳統(tǒng)工藝縮短20天以上，經(jīng)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(xié)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(fā)火的威脅，節(jié)約了工作面撤除生產(chǎn)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(jié)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(tǒng)工藝施工過程中，易發(fā)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(qū)自燃發(fā)火的安全風險。該項目研究可實現(xiàn)支架平滑出架調(diào)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(jié)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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