井下巷道拆卸工字鋼液壓支架的設計

摘 要：本支架主要針對煤礦井下梯形巷道工字鋼拆裝困難而設計，操作方便，減小工人勞動強度，更主要的是保證操作工人安全，使頂板工字鋼安全拆卸。

關鍵詞：工字鋼；巷道支護；液壓拆卸；手動方便；緩慢控制；安全拆卸

中圖分類號：TD355.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 16-0000-01

一、現有巷道支護現狀

我國現在巷道支護主要有以下幾種支護方式：木支架支護、金屬支架支護、石材支護、錨桿支護、錨索支護、噴射混凝土支護。

二、巷道拆卸工字鋼支架的大體結構

（一）大體結構主要有以下幾部分組成：底座、升降桿、頂梁、立柱、活動導向筒、調正千斤頂、升降爪、控制爪千斤頂、升降千斤頂、推移千斤頂、液壓控制系統。如圖所示：

圖1 巷道拆卸工字鋼支架簡圖

（二）巷道拆卸工字鋼支架工作原理。該支架放置在巷道里，布置在端頭支架的前部，底座一側可以布置轉載機，用于拆卸工作面巷道布置的工字鋼，并支護頂板，防止拆卸工字鋼后頂板冒落。此支架只適用于拆卸矩形或梯形巷道搭接布置工字鋼。其基本過程如下，首先在頂梁不支撐頂板狀態調整推移千斤頂，使升降爪大體處于要拆卸工字鋼正下方，然后再升降頂梁。頂梁就帶動升降桿上升支撐頂板，防止在拆卸工字鋼后頂板冒落。在支撐頂板后調節控制爪千斤頂，使控制爪完全張開，再調節升降千斤頂使升降爪上升到工字鋼附近，這時通過調節調正千斤頂，使控制爪完全對正工字鋼后，再調節升降千斤頂上升到控制爪能完全夾住、夾穩工字鋼狀態。這時就可以調節控制爪千斤頂使控制爪夾穩并抓緊工字鋼，等兩個控制爪都抓穩后，人工拆卸掉兩側立撐的工字鋼。

兩側立著的支撐腿工字鋼拆卸完后，控制兩個升降千斤頂使控制爪帶著橫梁工字鋼緩慢降落，等降到人能夠用肩膀扛得高度就停止下降，在有人扶著工字鋼得同時調節控制爪千斤頂，使控制爪張開，此時就可以用一個人或者兩人調整工字鋼帶出巷道。拆卸完這個后再調整一下為拆卸下一個做準備。等端頭支架向前移架后就可以通過調節推移千斤頂向前推移拆卸工字鋼支架，在移架過程中注意調節頂梁，若頂梁上方出現工字鋼，使布置在頂梁正上方的工字鋼落在頂梁上部凹槽內，然后再支撐好頂板，進行下一個拆卸工字鋼作業。

三、巷道拆卸工字鋼支架的具體結構設計

（一）對巷道整體適應性設計。巷道拆卸工字鋼支架布置在工作面巷道里，同時巷道里也有轉載機，這樣要留出轉載機布置空間及人行通道。從圖1俯視圖中就可以看到，在頂梁正下方的位置布置升降桿，用于控制頂梁做上下運動時周圈限位，在升降桿兩側布置有單獨控制兩個活動導向筒的千斤頂，兩個活動導向筒分別從底座右側安裝。在升降桿位置的最外側布置有兩個立柱，用于控制頂梁的上下運動。最后部外側布置有兩個獨立的推移千斤頂，用來控制本支架的移架及位置調整。

（二）底座具體結構設計。本支架的底座結構簡圖如圖2。該支架底座大體成船型，前后設置成滑撬結構，減小移架阻力。底板為整個鋼板，上面焊接有鏈接各個部件的附屬結構。在底座的中間是焊接的供升降桿上下運動的板式導向筒。導向筒兩側即底座的邊側是供安裝立柱的柱窩，底座前部中外側是兩個安裝調正千斤頂的耳板，調正千斤頂另一側安裝在活動導向筒上，底座后部兩側為活動導向筒設計的導向槽，活動導向筒的下部是一塊鋼板，鋼板正好在導向槽內運動。導向槽外側，是焊接的腳踏板，由于工字鋼在被控制爪放下后有的還有很高的高度，人不便向下拆卸，此時工作人員就可以到腳踏板上拆卸。在底座最后部的兩側是布置的連接推移千斤頂的耳板，用來通過銷軸連接推移千斤頂

圖2 底座簡圖 圖3 頂梁及升降桿簡圖

（三）頂梁和升降桿的結構設計。本支架的頂梁及升降桿結構簡圖如圖3，該支架頂梁的設計主要考慮到與頂板的適應性，在設計時采用可以使頂梁左右擺動的鉸接銷軸連接方式與升降桿相連，頂梁采用箱型結構設計，頂板為了避讓還沒有拆卸的工字鋼預留出一凹槽，這樣既可以支護頂板又可以適應因工字鋼布置間隙不同帶來的不便。頂梁前后由于受到銷軸和升降桿的限位作用不能擺動，其上端通過鉸接銷軸與頂梁連接，下端安裝在底座的板式導向筒內。升降桿與頂梁鉸接銷軸連接處采用舌板連接方式，可有效減小銷軸受力，增加銷軸的使用壽命。

（四）活動導向筒及升降爪的結構設計。活動導向筒及升降爪的結構圖見圖1。活動導向筒是一個套筒焊接在下面的一塊鋼板上，并套筒和鋼板之間用筋板連接，筋板加強的同時也作為安裝調正千斤頂的耳板，通過調節調正千斤頂來調整活動導向筒的左右位置。活動導向筒內部安裝升降千斤頂，升降千斤頂下部通過銷軸固定在活動導向筒內部，升降千斤頂的上部通過銷軸連接升降爪，控制升降爪的上下移動。升降爪的張開與閉合靠控制爪千斤頂控制。

四、控制系統

該支架的液壓控制系統采用本架手動控制，為了方便操作和控制，所有的立柱千斤頂都采用獨立換向閥控制，這樣更用力于支架的靈活操作，使用更方便。

五、結束語

目前，支架的前期設計工作已經完成。該支架的使用可以大幅度提高拆卸工字鋼的效率，增加工作人員的安全性，可以有效減小頂板冒落，減小操作工人的勞動強度，快速安全的拆除工作面前部巷道里工字鋼。

參考文獻：

[1]孫廣義.采煤概論[M].徐州：中國礦業大學出版社，2007.

[2]王國法.液壓支架技術[M].北京：煤炭工業出版社，1999.

[作者簡介]趙蘭芳（1980.09-），男，山東人，畢業于山東科技大學，學士學位，從事液壓支架設計工作；周愛亮（1987-），男，助理工程師，從事液壓支架設計工作。