液壓支架頂梁防撞裝置再制造優(yōu)化

張俊星

(內(nèi)蒙古蒙泰不連溝煤業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010303)

液壓支架頂梁防撞裝置再制造優(yōu)化

張俊星

(內(nèi)蒙古蒙泰不連溝煤業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010303)

液壓支架頂梁防撞裝置是為了防止液壓支架和采煤機(jī)在生產(chǎn)過程中配合出現(xiàn)問題而設(shè)置的保護(hù)裝置，此裝置在整個(gè)采煤過程中損壞幾率較大且現(xiàn)場(chǎng)不易維修。在液壓支架升井檢修時(shí)，頂梁防撞裝置要進(jìn)行再制造優(yōu)化，原材料的選擇、焊接工藝的選擇和設(shè)備井下使用的規(guī)范性都會(huì)對(duì)此裝置的壽命產(chǎn)生極大影響。

液壓支架；采煤機(jī)；頂梁防撞裝置；工藝優(yōu)化；操作規(guī)范

0 引言

綜合機(jī)械化采煤是指采煤工作面中液壓支架、采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)等主要設(shè)備組合配套生產(chǎn)。采煤的主要工序如采煤機(jī)破煤和裝煤、液壓支架隨時(shí)支護(hù)和管理頂板、刮板輸送機(jī)運(yùn)煤等過程全部機(jī)械化，使采煤工作面達(dá)到了高產(chǎn)量、高功效和高回采率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低成本，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間使用和不規(guī)范化的管理會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的損壞及使用壽命的降低。液壓支架頂梁防撞裝置是為了防止液壓支架和采煤機(jī)在生產(chǎn)過程中配合出現(xiàn)問題而設(shè)置的保護(hù)裝置，此裝置在整個(gè)采煤過程中損壞幾率較大且現(xiàn)場(chǎng)不易維修。

1 研究背景和目的

某礦工作面地質(zhì)條件是頂板多屬中等冒落到難冒落頂板，穩(wěn)定性較好。底板多以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，強(qiáng)度較低，局部易產(chǎn)生底鼓現(xiàn)象。我單位承接其綜采液壓支架ZY12000/25/50D電液控掩護(hù)式支架維修項(xiàng)目，此套液壓支架已使用7年，損壞嚴(yán)重，主要問題是頂梁防撞裝置完全損壞、液壓系統(tǒng)老化、油缸鍍層脫落和漏液、易損結(jié)構(gòu)件的變形。由于頂梁防撞裝置的損壞，頂梁和護(hù)幫連接處耳板有被采煤機(jī)滾筒割過的痕跡，會(huì)導(dǎo)致護(hù)幫板被完全破壞的危險(xiǎn)，故對(duì)頂梁防撞裝置再制造工藝提出優(yōu)化研究及建議。

2 問題描述及分析

頂梁防撞裝置的損壞主要是由于采煤機(jī)在采煤運(yùn)動(dòng)過程中，上滾筒與頂梁前端發(fā)生干涉。發(fā)生碰撞的原因有兩個(gè)方面：其一，綜采工作面三機(jī)配套時(shí)，支架頂梁空頂距太小；其二，在采煤過程中，綜采工作面底板不平，采煤機(jī)滾筒向支架頂梁傾斜。采煤工作面正常采煤時(shí)，底板趨于水平狀態(tài)，采煤機(jī)滾筒與液壓支架頂梁前端還有一段距離(480 mm)，此時(shí)采煤機(jī)割煤時(shí)可以安全通過，如圖1所示。當(dāng)工作面底板崎嶇不平且綜采設(shè)備三機(jī)配套時(shí)支架空頂距尺寸太小，會(huì)導(dǎo)致采煤機(jī)滾筒與支架頂梁前端防撞裝置碰撞并損壞此裝置，如圖2所示。底板不平，采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)以5°的傾角后仰采煤時(shí)，采煤機(jī)上滾筒與頂梁前端的安全距離只有63 mm，此時(shí)是滿足設(shè)計(jì)要求的，但是如果采煤機(jī)后仰傾角再加大，或者三機(jī)配套支架頂梁空頂距再減小的話，支架頂梁防撞裝置與采煤機(jī)之間的安全間距不夠，有可能會(huì)撞壞頂梁防撞裝置。如果支架頂梁空頂距設(shè)置過大，會(huì)導(dǎo)致冒頂事故的發(fā)生，不符合煤礦生產(chǎn)安全規(guī)程。圖3中數(shù)字1所指位置為頂梁防撞裝置。

圖1 正常采煤狀態(tài)采煤機(jī)與頂梁前端關(guān)系

3 解決方法

頂梁防撞裝置損壞方式有焊縫開裂、母材變形和母材開裂。處理方式不建議采用簡(jiǎn)單的補(bǔ)焊、矯形處理，建議采用如下方式修復(fù)。

修復(fù)開始前進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)液壓支架進(jìn)行拆解、清洗、噴砂，根據(jù)防撞塊的損壞形式設(shè)計(jì)方案。

圖2 采煤機(jī)以5°的傾角后仰采煤時(shí)與頂梁前端關(guān)系

圖3 頂梁前端防撞裝置位置

沿原防撞塊的焊縫將防撞塊割掉，如果防撞塊是焊接在頂梁前端蓋板上的，將防撞塊下部的蓋板割掉，如圖4所示。

圖4 頂梁防撞塊具體位置示意

原防撞塊材質(zhì)為Q460，具有較高的強(qiáng)度、良好的抗疲勞性能和低溫韌性，冷成型與焊接性能良好，

主要適宜于制作高強(qiáng)度工程機(jī)械、煤礦液壓支架、起重機(jī)吊臂支腿、車架、鋼結(jié)構(gòu)等，特別適宜制作低溫高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件。它具有良好的塑性，韌性，冷沖壓性能，抗拉強(qiáng)度為550～720 MPa，屈服極限為460 MPa，將原材料材質(zhì)改為Q690，其機(jī)械性能為：抗拉強(qiáng)度為730～900 MPa，屈服極限為690 MPa，優(yōu)化后能夠有效地防護(hù)頂梁前端。

根據(jù)割掉防撞塊的形狀與厚度，按原尺寸下料，焊接焊縫進(jìn)行特殊處理：防撞塊厚度為80 mm，角焊縫焊接熔透性不好，焊接不融合，所以防撞塊由原來的角焊縫改為坡口焊縫加角焊縫，使焊接強(qiáng)度更高，如圖5所示。

圖5 焊縫優(yōu)化示意

除了保證頂梁防撞塊母材本身的強(qiáng)度和焊接強(qiáng)度之外，更為重要的是操作規(guī)范并對(duì)工作面現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。

4 結(jié)束語

煤礦液壓支架是保障施工安全的重要設(shè)備，能夠有效地提高工程的工作效率，所以對(duì)煤礦液壓支架的修理、保養(yǎng)、維護(hù)與管理是極其重要的。保護(hù)煤礦液壓支架，延長(zhǎng)其使用壽命，可以有效減少企業(yè)在安全措施方面投入的資金，從而節(jié)約企業(yè)的成本。

(本文責(zé)編：齊琳)

張俊星(1973—)，男，山西文水人，本科，助理工程師，從事煤礦機(jī)電煤業(yè)方面的工作(E-mail:375166184@qq.com)。

TD 355

B

1674-1951(2017)11-0063-02

2017-09-11；

2017-10-23