煤礦綜采工作面液壓支架快速回撤設(shè)備的研究

楊潤澤

（山西潞安郭莊煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 長治 046100）

引言

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]。

1 液壓支架回撤工藝的分析與改進(jìn)

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，需對回撤絞車進(jìn)行多次的拆裝調(diào)整，回撤的周期長，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強(qiáng)度高，且周期較長，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，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。回撤設(shè)備包括轉(zhuǎn)向平臺、回撤車及回撤裝車機(jī)構(gòu)，通過各部分間的協(xié)調(diào)動作完成液壓支架的撤出、轉(zhuǎn)向、移動及裝車，完成液壓支架的快速回撤。

圖1 回撤設(shè)備的放置位置圖

2 液壓支架快速回撤設(shè)備的結(jié)構(gòu)

2.1 液壓支架快速回撤設(shè)備的整體要求

液壓支架回撤設(shè)備作為回撤的動力設(shè)備，同時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]。

2.2 折疊式液壓支架轉(zhuǎn)向平臺結(jié)構(gòu)

依據(jù)快速回撤工藝的方案設(shè)計如下頁圖2所示的折疊式液壓支架轉(zhuǎn)向平臺。主要包括折疊工作機(jī)構(gòu)、牽引機(jī)構(gòu)、折疊裝車平臺及裝車臂組成，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)向平臺通過折疊工作臺的行走方箱進(jìn)行平臺的自動移動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上完成轉(zhuǎn)向，通過裝車平臺將液壓支架調(diào)節(jié)到安裝回撤車的工作位置后通過裝車臂實現(xiàn)裝車[5]。

圖2 折疊式液壓支架轉(zhuǎn)向平臺結(jié)構(gòu)圖

對于回撤設(shè)備自身的拆解，首先將裝車臂及立柱拆卸，行走方箱撤回，將折疊工作臺及裝車平臺快速折疊，即可將轉(zhuǎn)向平臺撤出工作面。折疊式液壓支架轉(zhuǎn)向平臺需要占用的工作面體積小，安裝及拆解過程簡單，采用液壓驅(qū)動的形式，減小井下人員的作業(yè)強(qiáng)度。

2.3 折疊式安裝回撤車結(jié)構(gòu)

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，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)拆解及安裝簡單，可以滿足變形嚴(yán)重的巷道作業(yè)需求。

2.4 折疊式回撤裝車裝置結(jié)構(gòu)

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，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單可靠，需要占用的巷道工作面空間小。

3 結(jié)語

針對現(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)計了折疊式液壓支架回撤設(shè)備快速完成支架的撤出，對折疊式轉(zhuǎn)向平臺、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，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，進(jìn)一步保障了煤礦開采的安全性。