内蒙古高寒地区煤矿液压支架室外过冬防护技术探讨

在冬天,内蒙古作为北方地区气温严寒的地区,液压支架的运送和存放不受损坏需要拿出相应的保温措施。

内蒙古煤矿概况:

泊江海子矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜区境内的泊江海子镇,井田位于鄂尔多斯高原之西北部,气候特征属于半干旱的温带高原大陆性气候,冬季漫长寒冷,冻结期从10月份开始至次年5月份,历史最低气温为-37℃,以西北风为主,最大风速为14m/s。

液压支架概况:

首采工作面选用郑州煤矿机械集团公司生产的ZY15000/29/60D液压支架,共123架,于2013年7月到矿,总价值约1.2亿;于2015年3月开始入井安装,受车间场地限制,液压支架必须在地面室外存放过冬,液压密封元件及胶管会在极寒状态下塑性变形,导致密封失效,会造成巨大经济损失;液压支架室外过冬存放无先例可循,我队集合矿区气候和液压支架防冻、防晒、防腐的要求,制定出液压支架过冬防护方案。

提出保护措施:

经过周边调研及支架防护需求考虑,决定液压支架在地面室外龙门吊下场地进行存放,场地东西方向长90米,南北方向长30米,液压支架长度为8.4米。除3架(端头2架,中间架1架)在综机厂房内用于三机组装联合调试外,其余120架在室外场地存放。采用帆布覆盖并在液压支架内安装供暖管路,进行防护防冻,考虑我矿区冬季锅炉供暖面积大,为了防止供暖期间供暖不足或管路设备故障停止供暖等因素,在液压支架出厂前要求厂家每架充注40号防冻液。

保温施工准备:

1、工器具:380V电焊机两台、切管机一台、角磨机一把、人力平板车一架、φ50钢管活动脚手架四架、人字梯两架、各规格活动扳手及规格梅花板等。

2、材料准备:φ159无缝钢管50m、φ108㎜钢管120m、φ80钢管260m、φ50㎜镀锌钢管320m、帆布及各规格管件、辅材。

保温措施施工方案:

(一)液压支架的布置方案

液压支架在地面室外龙门吊下,将液压支架依南北方向分三排排列(定义为:1排.2排. 排3),每排40架。第2、3排顶梁端部对端部、第1排支架前梁压在第2排支架掩护梁上(如下图)。

三排支架从外部整体形成一个∩,南北方向周长最小,减少帆布用量。同时覆盖后的帆布与支架外轮廓紧紧贴在一起,受风吹后抖动小,减小与支架的摩擦受损。并在第1排与第2排支架顶部搭接形成的空洞处,每架南北方向放二块3000*220*30mm(长*宽*厚)木板。这样做是让支架顶部是一个平面,防止冬季支架顶部空洞积雪,融化后渗入支架内部,造成对支架部件的锈蚀,如下图。

(二)供暖管路布置方案

供暖气干管采用矿井下回收φ108㎜管,支管采用φ80㎜钢管法兰盘及焊接连接散热管。散热管采用矿φ159㎜废旧料加工1.2米左右,两侧0.6㎜钢板封堵,每隔3架布置一个。排水管采用φ50㎜镀锌钢管管件连接,每排支架下方安装一路支管,共3路,其中安装闸阀及疏水器(见液压支架供暖管路平面图)。

所有管路及加工焊接件,车间焊接加工,现场组装,管路及散热管采用6*19-φ6.2mm钢丝绳吊挂,吊挂于支架顶梁下方圆环上,8#绳卡卡固,帆布棚外管路保温采用岩棉保温,裹玻璃丝 布,外刷防腐漆。实际现场安装效果图如下。

(三)帆布安装铺设方案

采用两层帆布,内层用保温帆布,外层用不透气防水帆布,帆布尺寸为:长*宽:14×10m边缘带眼,支架(ZY15000/29/60、架间距2.05m),头尾为南北方向放置,按东西方向成3排排列 ,帆布覆盖支架时,布长14米沿南北方向覆盖,宽10米沿东西方向覆盖,用于矿区冬季西北风多,所以帆布覆盖压接要考虑方向,东西方向布置帆布时,开始从东往西方向敷设,第二块压搭在第一块上,南北方向布置帆布时,开始从南往北方向敷设,第二块压搭在第一块上,搭接处采用强力万能胶粘合密封,如图。

沿东西方向通过6*19-φ6.3mm钢丝绳将帆布边缘眼串联在一起,在支架东西两端地面固定,固定方式:钢丝绳端部成环用8#绳卡卡固,在地面打φ20mm眼,装入M16膨胀螺栓,用M12CC锁具螺旋扣将钢丝绳与膨胀螺栓连接紧固。钢丝绳东西方向支架顶部固定4道,支架两端底部各固定2道 ,南北方向每隔2架固定一道钢丝绳,所有钢丝绳锁具螺旋扣扣紧。支架的愣角处要先用双向拉伸塑料 覆盖防护,再覆盖帆布,如下图。

支架东西二端顶梁下方空挡处,采用长*宽:6*2.5m钢筋 (共5块)支撑帆布,防止帆布受风吹动,抖动剧烈,造成摩擦受损进风,强大的力量可以从内往外将帆布吹飞,周边矿井实际发生过。同时支架底部四周用砼浇注高150㎜×宽200挡水台,防止外围水流入支架棚内,支架受潮锈蚀液压支架。(见实际安装效果图)。

帆布覆盖结束后,支架底部四周挡水台以外,用编织袋装沙土压在帆布上防风,南北二端放一层,东西二端放置二层沙袋。液压支架防护施工结束(现场实际图如下)。

现场使用效果及其经济效益:

1、液压支架冬季防护工程在2013年9月开始进行施工,于10月初完工, 液压支架在2015年3月入井安装,共经历两个冬季,在液压支架入井安装前抽一台支架到原厂对密封、缸体、阀组、胶管检测,性能没有任何降低。

2、液压支架出厂前要充注-40号防冻液(厂家将乳化液更换为防冻液,由于乳化液可以复用,且价格相差不大,没有成本的增加)。

3、受矿综机设备库房面积限制,今后液压支架地面检修存储必须在室外进行,液压支架室外过冬存储实现,为我矿液压支架设备地面存储、检修、捣装探索出了新路子。

4、帆布与供暖管路可以重复使用,液压支架防护成本低。

本技术由泊江海子矿综采队:陈斌 蒋继虎 张勇 龙建良等编制

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