一、项目背景
在传统施工工艺中，由于采用液压单体配合慢速绞车牵引转向，需要多人在待拆除支架附近手工操作，工序复杂，安全威胁大。在施工过程中，易发生断绳、脱钩、崩管等安全事故。在撤除期间，工作面还面临采空区自燃发火的安全风险。该项目研究的掩护支架配合机械手快速撤除支架工艺，利用工作面支架原有液压泵站，依靠工作面支架有效支护回空区的顶板，依靠专用机械手设备的两个旋转油缸、一个内臂油缸和一个提升油缸，只要一个作业人员远程操作，即可实现支架平滑出架调向，杜绝断绳、脱钩、崩管等安全事故
二、研究内容
图1 工艺示意图
1.基本原理
利用掩护式液压支架作为支撑点，机械手左右两个旋转油缸完成推移、旋转和提升动作，从而将待撤支架拉出。支架调整至单轨吊梁下方后，采用单轨吊起吊、打运至解体间。
2.关键技术
通过与某装备有限责任公司联合研究，根据工作面条件和支架型号，创新研究出液压调移装置（机械手），通过现场试验，并不断进行修改，使其使用标准满足工作面支架撤除要求。
3.工艺流程
使用三台液压支架垂直布置于回撤通道内靠近待撤支架位置，随着支架不断回撤，掩护支架迈步前移，以有效支撑回空区顶板，掩护支架有序回撤。机械手由左右两个旋转油缸、一个内臂油缸和一个提升油缸组成，通过基座和底梁固定在三台掩护支架推溜头上，用于辅助出架。使用时用乳化泵对各油缸加压，完成推移、旋转和提升动作，从而将待撤支架拉出。支架调整至单轨吊梁下方后，采用单轨吊起吊、打运至解体间。
图2 现场施工图
4.适用条件
该工艺适用范围较广，走向回采工作面回撤通道倾角小于25°和倾向回采工作面煤层倾角小于20°都可应用，特别适用于工作面仰采时，机械手拉移支架的效果尤其明显。
三、应用效果
采用传统工艺施工，需设点柱、木垛，共需木料3060根，材料成本较高；回空区顶板管理难度较大，回撤通道高度达到5m，施工木垛安全隐患较大，人工成本高、安全系数较低；出架过程中需要使用单体支撑防倒、绞车牵引等多工序配合施工，用时较长，影响回撤速度。
而采用新工艺后，局部施工点柱，仅需木料360根。经统计，整个工作面撤除共节省木料约2700根，节省人工360工时，打运节省人工540工时，木点柱造价按166元/根、人工成本300元/工测算，共计节约成本近88.3万元/面。按年均撤除3个工作面计算，则年节约成本约265万元。同时工作面撤除工期较传统工艺缩短20天以上，经济效益显著。
四、推广应用前景
掩护支架配合机械手快速撤除支架工艺解决了绞车牵引和单体协同操作的危险性，有效提高出架速度，缩短撤除工期，减少了自燃发火的威胁，节约了工作面撤除生产成本。
该工艺利用掩护式液压支架作为支撑点，机械手利用液压作为动力，工作面具备动力源；掩护支架即工作面液压支架。该工艺操作简单，人员需求少，即节约成本，又大大提升安全性。因此，该项目工艺具有很好的推广前景。
小编点评
传统工艺施工过程中，易发生断绳、脱钩、崩管等安全事故。在撤除期间，工作面还面临采空区自燃发火的安全风险。该项目研究可实现支架平滑出架调向，杜绝断绳、脱钩、崩管等安全事故。
该工艺操作简单，人员需求少，即节约成本，又大大提升安全性。因此，该项目工艺具有很好的推广前景。
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