研究背景

某矿综采工作面两顺槽超前支护釆用DW-40单体柱配合5m钢梁进行管理顶板，动态下支护范围不少于30m，随着工作面的回采推进，工作面两顺槽超前支护需向外逐步延伸支护。综采工作面巷道高在3.0m-3.2m之间，局部巷道高度在3.5m左右。作业人员在打设支护钢梁棚作业时，需在作业地点巷道两帮将梯子架设好，多人协同作业，每侧2-3人，用肩扛钢梁上梯子，到达作业高度后，底下两人用单体柱在中间将钢梁升紧，人员下梯子后将钢梁棚按标准打设好。此项作业为登高作业，作业人员抬钢梁时可能出现因梯子不平、不稳或梯子湿滑造成人员工伤事故，安全系数低，且作业效率低，作业人员劳动强度大。

研究内容

1.工作原理

通过一组推移气缸将两组升降装置连接，两组升降装置互为支点进行自移。

2.基本结构

自移升降井下支护钢梁装置由升降装置、推移装置两部分组成。

前升降装置由底座、两个四级伸缩气缸、固定支护钢梁凹型托板组成；后升降装置由底座、一个四级伸缩气缸组成；两个升降装置由一个二级伸缩气缸连接。

自移升降装置示意图

自移升降装置管路连接示意图

3.操作流程

用螺丝将凹型托板固定在前升降装置四级伸缩气缸顶部，凹型托板用于放置井下支护钢梁，其凹槽深度小于钢梁厚度，以确保钢梁升起后能紧贴巷道顶板；凹槽宽度大于钢梁宽度，确保钢梁能从凹槽中顺利脱离；用螺丝将托板固定在后升降装置四级伸缩气缸顶部，托板为实体托板，以增大后升降装置四级伸缩气缸与巷道顶板的接触面积，使之有效均匀受力。

将井下支护钢梁放置在前升降装置凹型托板上，通过控制开关将前升降装置升起直至巷道顶板，作业人员在支护钢梁两侧用单体柱打设好钢梁棚；同时，通过控制开关将后升降装置升起直至巷道顶板，待钢梁棚打设完成，通过控制开关将前升降装置完全落下，将前升降装置推出，推移步距为1m；再次将井下支护钢梁放置在前升降装置凹型托板上，通过控制开关将前升降装置升起直至巷道顶板，作业人员在支护钢梁两侧用单体柱打设好钢梁棚。同时，通过控制开关将后升降装置完全落下，待钢梁棚打设完成后，通过控制开关将后升降装置拉回，实现升降装置的自移。

应用效果

风动升降装置应用后，能够实现小范围内自移，大大减轻了员工的劳动强度，提高了作业效率，有效提高了现场作业安全系数，可以实现一定程度减人提效，经济、安全效益显著，实现了小设计带来大转变的目的。

该矿自使用该装置后，架棚作业由6人减少为3人作业，至今已累计节约用工225人次，累计节约人工费用20余万元，经济效益显著。