綜采工作面液壓支架回撤安裝自動就位裝置的設(shè)計

王少將

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)和順李陽煤業(yè)，山西晉中032700）

由于煤礦持續(xù)升高的開采能力，液壓支架逐漸增大的體積，造成支架不易就位到工作面上。由于受限于巷道的空間，在綜采工作面就位與安裝調(diào)向液壓支架時，固有方法為使用2臺絞車彼此配合對拉或轉(zhuǎn)臺調(diào)向就位。卸車過程中，絞車會將其自平板車中硬拉下來，完成卸車，這樣會有不少的安全隱患：①很容易有倒架發(fā)生，倒架的原因是有不平衡的拉力作用到支架；②若有支架下滑發(fā)生，就會導(dǎo)致煤墻被頂死或者撞架；③操作對拉絞車的人數(shù)是4 人，對拉絞車的數(shù)量是2臺，若不能好好配合，就極易有絞車損壞或斷繩傷人事故發(fā)生。晉能控股煤業(yè)集團(tuán)某礦為了解決上面幾項安全隱患，設(shè)計出了關(guān)于液壓支架的裝置，該裝置可以自動就位、安裝調(diào)向，該裝置可以解決上述安全隱患。

1 簡述現(xiàn)場狀況

在晉能控股煤業(yè)集團(tuán)某礦的1308工作面中，其長度大概是210m，需安裝到現(xiàn)場的支架一共是130架，與這130架配套的支架型號是ZF6000(128-130架)、ZF G7200(8-10 架)或者ZF5400(128-130 架)、ZFG7200(8-10 架)。支架ZF G7200、ZF6000、ZF5400的重量、尺寸分別是26t、19.5t、17.99t 與6850mm×1430mm×1850mm、6510mm×1430mm×1700mm、5530mm×1420mm×1700mm。一般安裝切眼與撤架通道的（寬×高）分別是7800mm×3200mm、4200mm×2700mm。按照礦方關(guān)于生產(chǎn)銜接的需求，要將撤架的1307 工作面安裝到1308 工作面，需要使用該裝置來安裝，使工作效率得到提升。

2 裝置的基本結(jié)構(gòu)與動作原理

液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)盤調(diào)向裝置、起吊就位裝置構(gòu)成了該裝置。而且液壓控制閥組、液壓泵站構(gòu)成了液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)為該裝置提供了動力。

（1）起吊就位裝置的動作原理。從圖1 中可以看出，起吊架、液壓頂、固定架、液壓葫蘆構(gòu)成了起吊就位裝置。在安裝過程中，一般會在雙軌吊梁的兩側(cè)分別布置一組固定架，且所布置的固定架是對稱的，使用錨索來固定至頂板吊掛，且錨索規(guī)格是D18.9mm×3000mm。在雙軌吊梁中有穿插的滾輪組，且滾輪組安裝在起吊架中，起吊架會被安裝于固定架中的液壓葫蘆所拉動，進(jìn)而發(fā)生移動，移動方向與雙軌吊梁的方向相同。從圖2可以看出，有液壓頂安裝于起吊架，數(shù)量是4個，在將支架運輸?shù)狡鸬跫艿撞康拇怪狈较蛑?，對所有液壓頂進(jìn)行操作，讓液壓頂將支架勾住并從地面抬離，由于固定架液壓葫蘆所產(chǎn)生的牽引力，會把支架直接移動到規(guī)定位置。

圖1 起吊就位裝置實景

圖2 起吊就位裝置示意

（2）轉(zhuǎn)盤調(diào)向裝置的工作原理。從圖3 可以看出，推移頂、底座、轉(zhuǎn)盤構(gòu)成了轉(zhuǎn)盤調(diào)向裝置。在底座的中心處安裝著轉(zhuǎn)盤，且轉(zhuǎn)盤比底座略高。推移頂?shù)脑O(shè)置與轉(zhuǎn)盤的支承可以由底座來實現(xiàn)，在轉(zhuǎn)盤底部的垂直方向有推移頂，且推移頂?shù)臄?shù)量是2個，垂直布置，兩端分別和底座、轉(zhuǎn)盤底部相連。在工作過程中，推移頂?shù)纳炜s是交互的，使轉(zhuǎn)盤在90°的區(qū)域中反復(fù)轉(zhuǎn)動，支架在轉(zhuǎn)盤的帶動下旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而調(diào)向得以實現(xiàn)。因為支架所在的轉(zhuǎn)盤比轉(zhuǎn)盤略高，所以底座和轉(zhuǎn)盤、支架不會有摩擦產(chǎn)生，使底座不動的狀況下支架可以自由旋轉(zhuǎn)。

圖3 轉(zhuǎn)盤調(diào)向裝置示意(單位：mm)

3 安裝調(diào)向、自動就位的詳細(xì)程序

對液壓的安裝而言，該裝置就是輔助設(shè)備，運輸設(shè)備會將液壓支架運輸?shù)竭\輸巷尾部的切眼位置之后，在由該裝置將就位工作完成。復(fù)位、落架、前移、起吊、旋轉(zhuǎn)是其安裝調(diào)向、自動就位程序的基本步驟，以下就是詳細(xì)步驟：

（1）液壓支架會被運輸設(shè)備放置到轉(zhuǎn)盤中，且轉(zhuǎn)盤屬于轉(zhuǎn)盤調(diào)向裝置，運輸設(shè)備包括單軌吊車或支架搬運車，那么這時轉(zhuǎn)盤將支架全部支撐起來，沒有接觸到底座。

（2）將操縱閥組與液壓泵站開啟，對推移頂進(jìn)行控制，使轉(zhuǎn)盤被推動而有旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，且旋轉(zhuǎn)的角度比較合適，使切眼與支架相互垂直。

（3）起吊架被液壓葫蘆的掛鉤牢牢鉤起來，且液壓葫蘆有2個，安裝在固定架，支架會通過起吊架上的液壓頂從轉(zhuǎn)盤上離開，于此同時，會把轉(zhuǎn)盤直接旋轉(zhuǎn)到開始的位置。

（4）對液壓葫蘆進(jìn)行操作，讓其將起吊架進(jìn)行拖動，并順著雙軌吊梁移向工作面的剩余一側(cè)，把液壓支架直接拖移至要安裝的地方之后，將支架放下，這樣就位就完成了。若有必要，支架所在位置可以通過伸縮推移設(shè)備來稍微調(diào)整一下。

（5）把起吊架再次拉至開始位置，完整的循環(huán)就實現(xiàn)了，那么下組支架就位程序就開始了。

4 使用效果

按照礦方的有關(guān)需求，將礦用液壓支架的撤出機(jī)械手和安裝平臺給研究出來了，該礦的1308與1307工作面從2020年4月實施了回撤與安裝試驗。之前礦方每班平均3架撤架，1d可以有8架撤架。1307工作面大概進(jìn)行的撤架是40架，1個班的平均撤架大概在5架左右，1d 的撤架大概是1415 架，且1308 工作面大概安裝的支架為40 個左右，平均1d 可以安裝的支架數(shù)量是1214架，這樣就可以提高工作效率與安全系數(shù)，是非常值得推廣的。

5 結(jié)束語

該裝置是與工作面真實狀況相結(jié)合來進(jìn)行制作與設(shè)計的，而且是經(jīng)過多次改良形成的。在使用到晉能控股煤業(yè)集團(tuán)某礦之后，可以便捷安全的安裝，有非常明顯的效果。以下幾項就是該裝置所具有的特點：

（1）該裝置正常旋轉(zhuǎn)可以由回轉(zhuǎn)與推拉推移頂來實現(xiàn)，盡管結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，可是效果不錯。

（2）液壓頂起吊支架被操縱閥組所控制的動力由液壓泵站所供給，這樣增加了可靠性與穩(wěn)定性。

（3）將JS-100液壓馬達(dá)與齒輪加到手動葫蘆，液壓葫蘆就制成了，用循環(huán)鏈條取代起重鏈條，將液壓支架拉動，使其順著切眼方向移動，降低故障率，使移動的可靠性增加。

（4）D18.9mm×3000mm錨索的使用，靠近頂板將起吊架與雙軌吊梁吊掛起來，將支架起吊所使用的高度空間降低，并將多出來的空間用于移動支架。

（5）在實施掛鉤與閥組的作業(yè)時，需要的只是人工，沒有太多工作量，降低的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率。最主要的是操作距離增加，使作業(yè)人員更加安全。

使用液壓支架安裝調(diào)向、就位裝置，可以將固有搬遷工藝中的不足給徹底根除，提高了效率與安全性。于此同時，相比于固有工藝，在此行業(yè)中可以廣泛使用，是值得借鑒的。