以往煤矿综采工作面液压支架回撤过程中存在顶板支护效果差、支架抽架困难等问题,导致液压支架回撤作业安全事故频发、回撤效率低下。针对以上情况,创新设计一种新型液压支架支护与抽架一体化回撤装备,该装备包括回撤支架、辅助支撑装置、抽架装置等部分,每个部分针对回撤过程中存在的问题优化设计,提高回撤作业整体效率和安全性。该一体化回撤装备在兖矿能源鲍店煤矿8304工作面液压支架回撤中进行应用,12 d时间内顺利完成120架液压支架回撤,对比以往回撤效率提高85%,工作效率高,用人少、安全系数高,而且有效降低职工的劳动强度,实现综采工作面液压支架回撤全机械化作业。

针对煤矿传统液压支架回撤方式回撤效率低下、绞车牵引方式存在安全隐患、单轨吊运输存在盲区等安全问题,提出在TRIZ理论基础上设计综采液压支架高效回撤转运一体化装备。该装备牵引装置解决回撤液压支架过程中绞车拖拽断绳问题;可移动浮动钢轨自移前进,调向单元增加辅助轮,避免“啃底”风险;多单元互为支点多系统协同工作,解决回撤运输效率低、工人劳动强度大等难题。鲍店煤矿83上03工作面液压支架回撤中应用该装备,10 d内顺利完成液压支架回撤工作。对比传统液压支架回撤效率提高122%,有效提高煤矿生产效率,经济安全效益显著。

为解决传统液压支架回撤设备存在的效率及安全问题,基于TRIZ理论开展了回撤装备的创新设计。通过因果轴分析得出现有设备问题的根本原因,并综合运用技术矛盾、物理矛盾法以及物-场模型法提出结构改进方案,进而设计出综采液压支架一体化回撤装备,在此基础上开展了关键部件的有限元校核分析,为综采液压支架回撤装备的创新设计提供了新思路。