液壓支架回撤裝置的設計及試驗

李小艷

（華陽新材料科技集團有限公司，山西 陽泉 045000）

引言

目前，國內大多數煤礦井下搬家倒面時，對液壓支架的回撤工作基本上還是靠單體柱和絞車，通過變向輪生拉硬拽回撤支架，此種工藝使用人員多，勞動強度大，工作效率低，而且存在鋼絲繩斷裂彈傷人等不安全因素。為了解決以上問題，研制開發綜采工作面回撤液壓支架的裝置已勢在必行[1]。本文將對綜采工作面液壓支架回撤裝置進行設計并對其進行試驗研究。

1 工程概況

液壓支架的回撤效率及安全性，不但與液壓支架回撤裝置的性能相關，而且還與工作面頂底板情況相關。本文以7110工作面為例開展研究，具體所研究液壓支架的型號為ZF7000/18/32。7110工作面的煤層傾角為7°，對應煤層的平均厚度為8 m，煤層最大厚度為8.9 m，最小厚度1.1 m，該工作面的頂底板情況如表1所示。

表1 7110工作面頂底板情況分析

ZF7000/18/32的工作阻力為7 000 kN，最大支護強度為0.6 MPa，液壓支架為四柱支撐掩護式形式。針對7701工作面大采高的情況，特針對性地設計液壓支架回撤裝置。

2 液壓支架回撤裝置的設計

本文所設計的大采高工作面回撤液壓支架的裝置，包括出架裝置和趕架裝置兩大部分。其中，出架裝置用于將液壓支架移動到所述趕架裝置上，趕架裝置用于將液壓支架搬運到指定位置。出架裝置和趕架裝置配合使用對液壓支架進行回撤[2]。所設計的液壓支架回撤裝置如圖1所示。

圖1 液壓支架回撤裝置總體結構示意圖

2.1 出架裝置的設計

液壓支架回撤裝置的出架裝置包括有入架平臺、支撐平臺以及相關的液壓控制系統。支撐平臺表面設置有若干加強筋；入架平臺與支撐平臺相連接用于將液壓支架通過入架平臺進入支撐平臺；相關液壓控制系統包括有四個油缸及相應的泵站系統以及與油缸相作用的推桿。

第一油缸和第二油缸上下平行設置在支撐平臺的入口處，支撐平臺的入口為連接入架平臺的正前方；在支撐平臺上還設置有轉向定滑輪和轉向動滑輪，轉向定滑輪設置在第一油缸連接的推桿的正前方，轉向動滑輪位于第二油缸的里側；通過第一拉繩對第一油缸的推桿進行作用；通過第二拉繩對第二油缸的推桿進行作用。

將第三油缸和第四油缸安裝于支撐平臺的兩邊，支撐平臺的出口處設置有斜板；第三油缸連接的推桿上設置有第三拉繩，第四油缸連接的推桿上設置有第四拉繩。

出架裝置結構如圖2所示。

圖2 出架裝置結構示意圖

2.2 趕架裝置的設計

趕架裝置包括導槽、運駕車、驅動裝置和第二液壓控制系統，運駕車設置在導槽上，趕架裝置對應的第二液壓控制系統主要由液壓泵站、驅動裝置組成；其中，驅動裝置包括有液壓馬達、液壓泵站組成，如圖3所示。

圖3 趕架裝置中驅動裝置和第二液壓控制系統的俯視圖

3 液壓支架回撤裝置的試驗

3.1 液壓支架回撤裝置工作過程

通過出架裝置1上四個油缸的協調動作，可完成對液壓支架的移動和轉向，具體為：待推移的液壓支架通過第一拉繩與其推溜器連接，通過第二拉繩與其底架孔進行連接。在實際操作中，通過對運行手柄進行動作將第一和第二油缸的活塞桿推動；與此同時，在第一拉繩和第二拉繩的作用下將其液壓支架拖拽至支撐平臺的中間地方。

繼上述步驟，將第二拉繩解除的同時將其余的第三和第四拉繩分別于液壓支架推溜器進行固定；同時，將第一拉繩與液壓支架的底架孔進行連接，在第一、第三以及第四油缸的作用下，對第一、第三、第四拉繩的位置進行調整，將液壓支架旋轉90°，保證液壓支架與其對應支撐平臺的出口處于相互平行的位置，方便后續的裝車操作[3-4]。

具備裝車操作后，將第一、第三以及第三拉繩從液壓支架上接觸，并將對應的手柄處于初始位置；將第三、第四拉繩再次分別于液壓支架的安裝孔進行連接；通過操作手柄分別對第三、第四油缸進行控制，實現對液壓支架的移動，最終將液壓支架推移至運架車的中間位置。上述操作完成后，將第三、第四拉繩從液壓支架的安裝孔拆除，手動將對應的操作手柄至于初始位置，同時將第三、第四拉繩復位。

3.2 液壓支架回撤裝置試驗效果

本文所設計的液壓支架回撤裝置具備結構簡單、操作方便的優勢，各項動作均可通過其液壓控制系統完成，保證了液壓支架回撤操作的安全性和穩定性。該裝置相匹配的出架裝置可實現液壓支架的推移和方向的轉變，保證對工作面各種角度液壓支架的移動，可適用于各類煤礦重型液壓支架的回撤任務。同時，在本文所設計液壓支架回撤裝置的基礎上還可配合相關運輸設備對特殊位置的液壓支架完成相應的回撤任務。整體上講，液壓支架回撤裝置可極大地降低作業人員的勞動強度，提升煤礦生產的安全性，對于保證煤礦自動化生產具有重要意義。

4 結論

所設計的液壓支架回撤裝置可保證液壓支架回撤裝置的安全性和高效性，可對工作面頂板進行有效支護。同時，在整個移架過程中動作順暢，經測試在拉移和調向過程僅需7 min即可完成機械化液壓支架的回撤操作。