煤礦綜采工作面拉串車(chē)回繩裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

齊成成

（陽(yáng)煤集團(tuán)山西平舒煤業(yè)有限公司， 山西 壽陽(yáng) 045400）

引言

由于煤礦開(kāi)采環(huán)境惡劣，且對(duì)企業(yè)采煤工藝的要求非常高。綜采具有功率消耗低、安全性高、工作效率高、產(chǎn)量高等優(yōu)勢(shì)，不僅減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還為煤礦開(kāi)采創(chuàng)造了良好環(huán)境，成為當(dāng)前煤礦開(kāi)采的主要發(fā)展方向[1]。雖然此開(kāi)采工藝具有很多優(yōu)勢(shì)，但是煤礦開(kāi)采地質(zhì)條件惡劣，且綜采工藝的發(fā)展速度較快，因此，急需對(duì)裝置進(jìn)行改進(jìn)[2]。本文主要對(duì)綜采工作面拉串車(chē)回繩裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。

1 回繩裝置的工作原理

將回繩裝置騎在工作面的兩個(gè)軌道上，并使用U型卡將其固定。利用乳化液泵站，在固定盤(pán)上完成液壓?jiǎn)误w固定操作，使其頂放在裝置的固定盤(pán)上，同時(shí)在工作面上安裝頂板，進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行固定，從而達(dá)到提高裝置穩(wěn)定性的目的。本文設(shè)計(jì)的回繩裝置依靠滑輪來(lái)改變方向，通過(guò)調(diào)度絞車(chē)將其轉(zhuǎn)移到與變電站相同的方向，啟動(dòng)調(diào)度絞車(chē)完成串車(chē)的拖動(dòng)操作。

2 回繩裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了克服傳統(tǒng)液壓支架裝車(chē)裝置存在的不足，本文設(shè)計(jì)了一種新型綜采工作面拉串車(chē)回繩裝置。該裝置主要由千斤頂與支撐框架構(gòu)成。其中，支撐框架沿著巷道長(zhǎng)向兩組相間布置，并在巷道底部沿長(zhǎng)向布置了軌道，在軌道的兩側(cè)設(shè)置千斤頂，其安裝方向?yàn)榇怪毕蛳?。另外，在千斤頂下半部分活塞桿處設(shè)置了吊鉤，從而確保裝置操作的便利性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，有效控制了成本，使后期的維護(hù)工作量較少[3]。如圖1所示為綜采工作面拉串車(chē)回繩裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

本裝置主要由兩部分構(gòu)成，其中一部分是支撐框架，另一部分是千斤頂。其中，支撐框架有兩組，均沿著巷道長(zhǎng)向布置，采取的布置方式為相間布置，在巷道的底板位置上沿著長(zhǎng)向布置了軌道，在這個(gè)軌道的兩側(cè)安裝千斤頂，其安裝方向?yàn)榇怪毕蛳?。在千斤頂?shù)南路桨惭b活塞桿，并在其下方設(shè)置吊鉤。接下來(lái)，移動(dòng)液壓支架，使其轉(zhuǎn)移到框架下方，起到控制活塞的作用。當(dāng)活塞桿伸出以后，位于活塞桿下方的4個(gè)吊鉤會(huì)立即勾住液壓支架的兩側(cè)，以此控制千斤頂。如果千斤頂向上伸出，則液壓支架將立即被提升。采用同樣的方法將平板車(chē)移動(dòng)到液壓支架下方，對(duì)千斤頂進(jìn)行控制，當(dāng)活塞桿向下伸出時(shí)，液壓支架將立即掉落，最終落在平板車(chē)上，使用平板車(chē)可將液壓之間快速轉(zhuǎn)移至指定位置。

圖1 綜采工作面拉串車(chē)回繩裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

為了確保本文設(shè)計(jì)的回繩裝置運(yùn)行效果良好，在支撐框架的設(shè)計(jì)上花費(fèi)了大量時(shí)間，其主要由兩部分構(gòu)成，一部分是對(duì)稱立桿，數(shù)量為2個(gè)；另外一部分是橫梁，將該組件沿著水平方向安裝在立桿上端。為了保證裝置的平衡，在橫梁上方安裝一對(duì)鏈條，采取對(duì)稱安裝方式進(jìn)行安裝。利用連接件，在鏈條下方安裝千斤頂。為了保證裝置的安全性，本文設(shè)計(jì)的裝置添加了緩沖墊，并將其安裝到立柱上，此立柱位于支撐框架的兩側(cè)。在安裝時(shí)，測(cè)量非常精細(xì)，支撐架兩側(cè)的千斤頂與巷道中心之間的距離均相等。裝置中，橫梁主要由形梁并排安裝構(gòu)成，并且所有形梁的下方均安裝立柱。另外，在鏈條下方安裝第一連接扣和第二連接扣，將兩個(gè)連接扣固定到一起，形成一種連接結(jié)構(gòu)，應(yīng)用在千斤頂與鏈條之間。在千斤頂?shù)南路交钊麠U出裝置第三連接件，利用圓形鏈條，將吊鉤安裝在第三連接件的下方，其中，吊鉤設(shè)計(jì)為S形，這樣就可以有效避免吊鉤與千斤頂在裝置運(yùn)行期間發(fā)生晃動(dòng)。

3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

本文設(shè)計(jì)的回繩裝置使用的材料主要有6個(gè)，分別是U型卡、銷(xiāo)子、回繩輪槽、梁、回繩輪與連接件。本文將從以下6個(gè)方面對(duì)裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析。

1）對(duì)于回繩裝置中梁的設(shè)計(jì)，為了避免裝置在作業(yè)期間左右晃動(dòng)，應(yīng)采用型號(hào)為11號(hào)的工字鋼，并將其騎在兩個(gè)軌道上，使用U型卡槽固定。

2）對(duì)于裝置的連接件，為了避免裝置在作業(yè)期間上下晃動(dòng)，必須依據(jù)實(shí)際作業(yè)情況，明確礦井軌道的實(shí)際寬度，選取鋼板進(jìn)行加工，并在鋼板的上方打4個(gè)通孔，用于焊接連接件。接下來(lái)，使用U型卡將其固定，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。

3）裝置的主要執(zhí)行元件為回繩輪，本文的設(shè)計(jì)方案嚴(yán)格按照《機(jī)械設(shè)計(jì)》手冊(cè)中的所有條款進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)多次測(cè)試分析，獲取最佳滑動(dòng)效果。該部分的設(shè)計(jì)需要注意加工滑輪的選取，必須依據(jù)調(diào)度絞車(chē)鋼絲繩型號(hào)的選取情況來(lái)完成，同時(shí)做好鋼絲繩回轉(zhuǎn)度與破斷力的計(jì)算工作。避免鋼絲繩過(guò)長(zhǎng)，對(duì)其使用壽命造成影響。

4）對(duì)于裝置的加工，對(duì)裝置梁卡槽有一定的要求，如果設(shè)置過(guò)寬，則很有可能出現(xiàn)回升裝置左右移動(dòng)的情況，導(dǎo)致裝置失去重心，無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。所以，在加工裝置時(shí)，需要依據(jù)軌道的信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)卡槽的寬度。另外，裝置的高度也需要量身定做，不可以過(guò)高或過(guò)低，否則很容易導(dǎo)致鋼絲繩跑偏。目前，應(yīng)用比較多的加工方式為焊接工藝，由于本文設(shè)計(jì)的裝置采用組裝連接方式，因此，必須加大焊接工藝的重視度，否則在拉串車(chē)的過(guò)程中，裝置很有可能散架，從而發(fā)生安全事故。

5）對(duì)于材料的選取，為了保證裝置的整體機(jī)械強(qiáng)度，必須考慮到各個(gè)器件的重量，使其組合起來(lái)不會(huì)太重。因此，在選取材料時(shí)，應(yīng)結(jié)合施工的實(shí)際情況，挑選合適的材料進(jìn)行組合，從而獲取最佳回繩裝置。

6）對(duì)于安裝的質(zhì)量，為了保證裝置的質(zhì)量，完成所有器件的安裝后，檢查是否穩(wěn)固，如果發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)情況，立即用U型卡將其固定，并且將液壓?jiǎn)误w支架打到足夠壓力，從而為裝置的安裝提供質(zhì)量保障。

4 應(yīng)用情況與經(jīng)濟(jì)效益分析

本文設(shè)計(jì)的裝置于2017年5月完成，并在當(dāng)月加工，成品在6月正式投入使用。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，該裝置運(yùn)行穩(wěn)定，在短時(shí)間內(nèi)完成了工作面搬家，解決了工作面接替緊張的問(wèn)題，為工作面的順利推進(jìn)提供保障。通過(guò)使用回繩裝置，液壓支架的運(yùn)行效率、裝車(chē)、安全性不再存在問(wèn)題。測(cè)試結(jié)果表明，裝置的工作效率至少提高了5倍。由于該裝置操作簡(jiǎn)便，操作人員可以在短時(shí)間內(nèi)掌握。預(yù)計(jì)加工一臺(tái)裝置的成本為1.5萬(wàn)元，每年裝置問(wèn)題減少的收益為200萬(wàn)元，更換設(shè)備需要花費(fèi)50萬(wàn)元，因此，一臺(tái)裝置可以為煤礦開(kāi)采公司節(jié)約248.5萬(wàn)元。

參考文獻(xiàn)

[1]李向陽(yáng)，馬晉民，劉高峰，等.大寧煤礦綜采工作面巷道布置優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].煤炭工程，2016，48（5）：4-7.

[2]杜巖，孟國(guó)營(yíng)，張瀚文，等.煤礦綜采工作面輸送設(shè)備嵌入式監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].工礦自動(dòng)化，2014，40（7）：96-98.

[3]馬礦生，李厥高，李偉.大采高綜采工作面初采強(qiáng)制放頂方案優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工[J].煤礦開(kāi)采，2013，18（3）：97-99.