大型支架井下拆裝設備的開發與研究

摘要：

隨著現代工業的飛速發展，煤礦行業機械化的投資得到廣泛關注。我國大多煤礦行業采用具有先進科技的綜合性大型支架，從而提高煤產量和采煤安全性。由于新型支架噸位過重，支架過大，運輸條件艱苦等，無法直接在井下運行，必須使用拆裝設備進行對支架拆解再裝，多種對大型支架井下工作的阻礙促使拆裝設備的新型開發。本文通過對大型支架井下拆裝設備的開發與研究進行深入分析。

前言

進年來，煤礦行業的產量及人身安全問題受到重視，由于礦井內的條件艱苦、復雜多變、環境狹小，不適合在井下安裝整體支架進行工作，需要將支架分解到井下再組裝。這種方法存在多種不安全因素，應用效率偏底，嚴重影響煤礦井下工作的進行。采用新型綜合支架的進下拆裝設備，有效提高應用效率及安全性，使煤礦行業得到保障。

1.支架拆裝設備結構

拆裝設備的結構由框架（1）繩輪組連接（2）起吊（3）行走（4）卡緊（5）上下升降（6）等液壓、電控系統組成。框架結構是通過焊接，使“工”字鋼筋連接上梁立柱和底盤，4根上梁立柱內再分別安裝4根內徑為360mm缸徑的雙伸縮缸，共長度為2000mm。伸縮缸的尾端與立頂端連接，再連接軸耳連接活塞桿端部的導滑輪，導滑輪作為伸縮缸在工作中的導向，使鋼絲繩的一端固定于立柱上，另一端通過導向滑輪結構與起吊機相固定，這樣一來，通過4根伸縮缸的伸縮原理來掌控支架的升降。為保證升降支架的強度，增加強筋，繩輪組結構由2組滑輪和繞繩組成，可以平衡鋼絲繩平衡受力情況。

鋼絲繩應該選擇單根承載能力在40t以上的鋼絲繩，行走機構通過防爆電機與專用減速器在減速過程中將拆裝機的行走輪連接來進行拆裝機的運行。運行速度應該為0.4m/s。

起架結構是將支架的全部部件起吊，并通過內外層機板將其穩定平衡。

行走機構是利用電機帶動液壓機，將行車輪沿及框架沿2700mm-2800mm軌道行走。

卡緊機構和上下升降機構都是針對部件進行調整，卡緊部件和起吊部件。

各機構都為支架部件在運行過程中起到平穩的安裝及拆卸發揮作用。

2.支架井下的拆裝設備運輸研究

2.1罐籠制約

罐籠在煤礦生產中是必不可少的一部分，是礦井內提升系統最重要的設備之一。使用大型罐籠對支架進行井下運輸是煤礦生產中的理想選擇，但由于礦井建設中，一些新型工作范圍和新型設備器材體積超過罐籠的尺寸，因此需要將大型支架設備拆解，再運輸至井下。

2.2巷道制約

地下煤礦生產離不開巷道，巷道的多重用途增強了其重要性，巷道是地下運輸的必備通道，我國對巷道工程也有相關一系列的標準和規范。巷道的形狀、規格都不盡相同，但需根據地下煤礦井的需求來規定其形狀和規格大小。由于巷道本身的受限制性，所以，巷道會給井下運輸帶來相應的阻礙，比如巷道施工中可能會遇到上下坡的問題，產生的傾斜度為運輸帶來障礙，嚴重時可能會對運輸物件的穩定性帶來影響。

3.大型支架拆裝注意事項

拆裝大型支架前，需要建立兩條分別為900mm和1200mm軌距的軌道，軌道用于運輸支架車和拆裝設備。在井下拆分和安裝時，拆裝組件比較大，整體下井較困難，為此，最佳方式是將其分解為3部分，將支架分為左右兩部分，與螺栓連接，4根立柱與底盤連接，解決拆裝設備的難題。

拆裝后的設備在井下進行安裝時，兩段與螺栓連接，相互連接的頂梁起吊至固定位置后，4根立柱連接至頂梁下端，行走機構（5）與4根立柱固定后，再連接其它附件。

安裝時需要注意4根立柱的平行度與垂直度，這將直接影響拆裝機的使用。大型支架的重量和外形如果起過罐籠的規格，需要將其支架的底座、頂梁、尾梁等拆解，運送到指定位置。

大型支架的安裝順序為：先將支架底座通過900mm軌道放置指定位置，開啟拆裝設備，將支架頂梁運到平板車上，啟動操作閥使4根立柱縮回，利用滑輪組將鋼絲繩的一端與升降機構連接，將其上升，吊至適合高度，卡緊機構，使其平衡、穩定。拆裝設備吊起的頂梁運送到運輸車上，開啟操作閥，4根立柱伸出，卡緊設備，將底座和頂梁與銷軸孔相連，然后再將銷軸孔與底座相連。

支架底梁和頂梁的安裝順序一樣，安裝完底梁后將組裝好的支架運送到采煤工作區。為下一安裝周期做拆裝準備。

整體安裝時間約為2.5小時左右，這種設備安裝速度快、操作簡單、安全性能高，在卡緊過程中使起吊起物件一直處在平衡狀態。

設計中體現的拆裝設備對于大型支架或超大型支架都可以完美運行，對于獨特外形的支架拆解時，需要滿足罐籠的規格要求，起吊時拆裝設備會根據自己的平衡點，使拆解部件一直處在平衡中。設計要求重點是升降機運作時，自動配液，4根立柱伸縮暢通，無卡阻狀況。這種設計工作效率超過原來設計安裝方法的6-9倍，在井下安裝節約不少時間，并且基本自動化處理，對煤礦生產起到重要作用，打下良好生產基礎。

4.結論

綜上所述，煤礦行業的機械化發展得到各界的關注，在原始支架運用上具有一定的影響、提升。最新拆裝設備的技術研發使井下操作時間大大縮短，并且操作簡單、安全性能高。基本自動化處理的拆裝設備也為煤礦產量做出保障。由此可見，此種拆裝設備的方法設計經濟價值高且安全，因此，我國應該大力推廣該設備技術，使其得到廣泛的應用。