楊潤(rùn)澤
(山西潞安郭莊煤業(yè)有限責(zé)任公司,山西 長(zhǎng)治 046100)
液壓支架作為控制工作面與礦山壓力的重要設(shè)備,其隨著工作面的更換,要進(jìn)行及時(shí)的拆除及回撤。由于煤礦開采效率提高,使得工作面的更換速度不斷加快,因而對(duì)液壓支架的拆除及回撤效率提出了更高的要求,機(jī)械化程度較高的液壓支架快速回撤設(shè)備也就成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)[1]。
液壓支架在回撤過程中,要依次進(jìn)行抽架、轉(zhuǎn)向機(jī)裝車等工作,主要依靠回撤絞車,需對(duì)回撤絞車進(jìn)行多次的拆裝調(diào)整,回撤的周期長(zhǎng),且在回撤過程中,造成綜采工作面的空間緊張。在待撤液壓支架轉(zhuǎn)向機(jī)撤出的過程中,容易發(fā)生地面的啃底現(xiàn)象,造成液壓支架底板的變形或損壞。這種方式造成了液壓支架的回撤勞動(dòng)強(qiáng)度高,且周期較長(zhǎng),提高了煤炭生產(chǎn)的成本,成為制約煤礦提高經(jīng)濟(jì)效益的重要因素[2]。
在煤礦的綜采工作進(jìn)行過程中,當(dāng)開采到工作面末端時(shí),應(yīng)提前進(jìn)入到回撤準(zhǔn)備階段,待采煤機(jī)、皮帶機(jī)等設(shè)備回撤完畢后,將液壓支架回撤設(shè)備整體運(yùn)輸至工作面,開始液壓支架的回撤[3]。如圖1所示為回撤設(shè)備的放置位置圖,將液壓支架整體從工作位置撤出,將其放置于運(yùn)輸車上,然后將液壓支架從運(yùn)輸車上卸下?;爻吩O(shè)備包括轉(zhuǎn)向平臺(tái)、回撤車及回撤裝車機(jī)構(gòu),通過各部分間的協(xié)調(diào)動(dòng)作完成液壓支架的撤出、轉(zhuǎn)向、移動(dòng)及裝車,完成液壓支架的快速回撤。
圖1 回撤設(shè)備的放置位置圖
液壓支架回撤設(shè)備作為回撤的動(dòng)力設(shè)備,同時(shí)要具有一定的承載性能,液壓支架依據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同,其質(zhì)量約為10~20 t,考慮沖擊載荷的作用,對(duì)回撤設(shè)備的承載大于30 t。依據(jù)巷道的截面確定回撤設(shè)備的最大尺寸。依據(jù)某煤礦巷道的截面,巷道的最小高度為1.6 m,寬度為3.2 m,則所設(shè)計(jì)的液壓支架回撤設(shè)備入井高度要小于1.3 m,寬度小于3 m。巷道的軌道距為600~900 mm,回撤裝車機(jī)構(gòu)需滿足軌道距的要求,最大工作寬度大于900 mm[4]。
依據(jù)快速回撤工藝的方案設(shè)計(jì)如下頁圖2所示的折疊式液壓支架轉(zhuǎn)向平臺(tái)。主要包括折疊工作機(jī)構(gòu)、牽引機(jī)構(gòu)、折疊裝車平臺(tái)及裝車臂組成,通過連接銷軸的形式組裝。在進(jìn)行液壓支架回撤的過程中,轉(zhuǎn)向平臺(tái)通過折疊工作臺(tái)的行走方箱進(jìn)行平臺(tái)的自動(dòng)移動(dòng)至待回撤液壓支架一側(cè),通過牽引機(jī)構(gòu)完成液壓支架的撤出并在折疊平臺(tái)上完成轉(zhuǎn)向,通過裝車平臺(tái)將液壓支架調(diào)節(jié)到安裝回撤車的工作位置后通過裝車臂實(shí)現(xiàn)裝車[5]。
圖2 折疊式液壓支架轉(zhuǎn)向平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖
對(duì)于回撤設(shè)備自身的拆解,首先將裝車臂及立柱拆卸,行走方箱撤回,將折疊工作臺(tái)及裝車平臺(tái)快速折疊,即可將轉(zhuǎn)向平臺(tái)撤出工作面。折疊式液壓支架轉(zhuǎn)向平臺(tái)需要占用的工作面體積小,安裝及拆解過程簡(jiǎn)單,采用液壓驅(qū)動(dòng)的形式,減小井下人員的作業(yè)強(qiáng)度。
采用轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)完成待撤液壓支架安裝后,通過折疊式安裝回撤車進(jìn)行支架的運(yùn)輸,其整體結(jié)構(gòu)如圖3所示,主要包括折疊車身、轉(zhuǎn)盤及橫梁。在進(jìn)行回撤運(yùn)輸?shù)倪^程中,通過折疊車兩側(cè)的行走輪可在軌道上移動(dòng),待撤液壓支架放置在轉(zhuǎn)盤上,通過橫梁上的液壓缸進(jìn)行固定,保證運(yùn)輸過程中的安全[6]。
圖3 折疊式安裝回撤車結(jié)構(gòu)圖
折疊式安裝回撤車可以快速地將轉(zhuǎn)盤和橫梁拆除,然后將車身折疊,即可完成回撤車的拆解,便于設(shè)備自身的撤出。折疊式安裝回撤車結(jié)構(gòu)拆解及安裝簡(jiǎn)單,可以滿足變形嚴(yán)重的巷道作業(yè)需求。
折疊式回撤裝車裝置結(jié)構(gòu)如圖4所示,將其布置在三角點(diǎn)進(jìn)行液壓支架的推移工作,將液壓支架從回撤車上轉(zhuǎn)移到平板車上進(jìn)行長(zhǎng)距離的運(yùn)輸作業(yè)。回撤裝車裝置主要由底座及牽引臂兩部分組成,在進(jìn)行回撤的過程中,通過底座的訂車裝置與回撤車相固定,通過兩側(cè)的支腿調(diào)節(jié)至相應(yīng)的高度,通過牽引臂將液壓支架進(jìn)行推移至平板車。
圖4 折疊式回撤裝車裝置結(jié)構(gòu)圖
進(jìn)行回撤設(shè)備的拆解時(shí),折疊式回撤裝車裝置可以將牽引臂拆除,通過折疊將底座收齊,完成拆解裝車工作。折疊式回撤裝車裝置的安裝及拆解簡(jiǎn)單可靠,需要占用的巷道工作面空間小。
針對(duì)現(xiàn)有液壓支架回撤的不足,改進(jìn)了液壓支架撤出的工藝,并由此進(jìn)行快速回撤設(shè)備的結(jié)構(gòu)研究。設(shè)計(jì)了折疊式液壓支架回撤設(shè)備快速完成支架的撤出,對(duì)折疊式轉(zhuǎn)向平臺(tái)、折疊式安裝回撤車及折疊式回撤裝車裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明,設(shè)備拆解及運(yùn)輸方便,可快速完成液壓支架的回撤,減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,進(jìn)一步保障了煤礦開采的安全性。