超前端頭支架連接機構(gòu)設(shè)計

陳桃杯，王 珣

（山西晉煤集團 金鼎煤機礦業(yè)有限責任公司，山西 晉城 048006）

0 引言

隨著我國綜機采煤技術(shù)的發(fā)展，與采面液壓支架效能相比，采面端頭支護落后的弊端越來越突出。綜采工作面端頭雖然占用面積不大，但端頭區(qū)是巷道和綜采工作面的交匯處，無立柱支護空間大、受采動影響大、礦壓顯現(xiàn)復雜，所以端頭既是頂板維護的重點，又是頂板管理的難點。傳統(tǒng)的綜合機械化采煤工作面兩順槽超前支護主要以單體液壓支柱配合梁體進行聯(lián)合支護，但是這種超前支護的支護強度低、支護速度慢、勞動強度大、成本高、安全性差。應長平、寺河以及趙莊二號井等礦方要求，經(jīng)過不斷研發(fā)和試驗，山西晉煤集團金鼎煤機礦業(yè)有限責任公司最終成功研制出5.5m超前支護。為了使超前端頭支架能很好地與機尾端頭架配合使用，本文設(shè)計了超前端頭支架連接機構(gòu)。

1 連接機構(gòu)的整體設(shè)計

該連接機構(gòu)由特殊連接頭、千斤頂、特殊連桿、連接頭及其銷軸開口銷等連接件構(gòu)成，左端與超前支護連接，右端與端頭架連接，如圖1所示。

圖1 連接機構(gòu)整體結(jié)構(gòu)

由于受井下特殊地質(zhì)條件的限制，連接機構(gòu)在連接超前支護和端頭架時必須具備上下左右四個方向的可活動性，要求該連接機構(gòu)不僅具備普通連接性能，且要保證有足夠的連接強度、連接的靈活性，還要有較大的推移歩距和較快的移架速度。為此，采用特殊連接頭來解決連接結(jié)構(gòu)的靈活性，采用單伸縮千斤頂解決移架速度問題，采用特殊連桿連接解決較大的推移歩距問題。

2 特殊連接頭設(shè)計

設(shè)計特殊連接頭時，由于連接頭長度大，考慮加工時間和成本，采用鑄件的話需要外協(xié)加工，周轉(zhuǎn)時間長，成本也高很多，所以考慮使用高強板焊接，從而組合成特殊連接頭。

圖2為設(shè)計的特殊連接頭。利用Q460高強板組合焊接，無需委外，下料自制，轉(zhuǎn)鉚焊車間焊接、打磨，再轉(zhuǎn)加工車間進行劃線、銑削、鉆孔加工到設(shè)計尺寸，最后成品刷漆完工。不僅時間短，材料費加上人工費是鑄件成本的三分之一，大大節(jié)約了成本。

圖2 特殊連接頭

3 單伸縮千斤頂設(shè)計

圖3為單伸縮千斤頂，一端連接特殊連接頭，另一端連接特殊連桿，特殊連桿通過連接頭與端頭架連接。千斤頂本身設(shè)有進回液接口，通過液壓膠管與超前支護液壓系統(tǒng)主操縱閥連接，通過操作操縱閥手柄，使千斤頂?shù)幕钊麠U伸出或收回，從而實現(xiàn)端頭架移架。因為由液壓系統(tǒng)控制千斤頂，所以端頭架能快速移架。

4 特殊連桿設(shè)計

根據(jù)設(shè)備配套時的擺放位置，在超前支護和端頭架之間有較大的推移步距，只有達到這個步距，端頭架的伸縮機構(gòu)才能完全打開。

圖3 單伸縮千斤頂

圖4 為設(shè)計的特殊連桿。超前支護最前端距端頭架推移完全收回時連接頭鉸接孔處的距離約為8 800 mm，由于千斤頂設(shè)計長度有所限制，為滿足步距要求，連接機構(gòu)需增加特殊連桿來保證連接機構(gòu)的長度尺寸，同時考慮到連桿強度，采用高強板組合焊接而成。

圖4 特殊連桿

5 取得的經(jīng)濟效益和社會效益

一套連接機構(gòu)成本約為3萬元，配套超前支護帶機尾端頭架，可創(chuàng)造180余萬元的利潤。實現(xiàn)了超前支護連接機尾端頭架的支護模式，提高了支護強度，降低了勞動強度，提升了移架速度，提高了井下采掘的安全性。隨著綜機采煤技術(shù)的發(fā)展，預計未來前景良好。

6 結(jié)語

通過連接機構(gòu)的研發(fā)設(shè)計，解決了超前支護與端頭架的連接問題。特殊連接頭、特殊連桿采用高強板焊接件結(jié)構(gòu)，不僅能保正其強度，還大大節(jié)約了鑄件外協(xié)加工的高昂費用開支，且增加的特殊連桿滿足了使用要求。通過自制配件形式，加快了制造周期，滿足了礦方時間要求。

該產(chǎn)品現(xiàn)已廣泛應用于長平礦、寺河礦、大峪礦等，根據(jù)礦方使用反饋，目前狀況良好。