綜采工作面液壓支架回撤安裝自動就位裝置的設計

王少將

（晉能控股煤業集團和順李陽煤業，山西晉中032700）

由于煤礦持續升高的開采能力，液壓支架逐漸增大的體積，造成支架不易就位到工作面上。由于受限于巷道的空間，在綜采工作面就位與安裝調向液壓支架時，固有方法為使用2臺絞車彼此配合對拉或轉臺調向就位。卸車過程中，絞車會將其自平板車中硬拉下來，完成卸車，這樣會有不少的安全隱患：①很容易有倒架發生，倒架的原因是有不平衡的拉力作用到支架；②若有支架下滑發生，就會導致煤墻被頂死或者撞架；③操作對拉絞車的人數是4 人，對拉絞車的數量是2臺，若不能好好配合，就極易有絞車損壞或斷繩傷人事故發生。晉能控股煤業集團某礦為了解決上面幾項安全隱患，設計出了關于液壓支架的裝置，該裝置可以自動就位、安裝調向，該裝置可以解決上述安全隱患。

1 簡述現場狀況

在晉能控股煤業集團某礦的1308工作面中，其長度大概是210m，需安裝到現場的支架一共是130架，與這130架配套的支架型號是ZF6000(128-130架)、ZF G7200(8-10 架)或者ZF5400(128-130 架)、ZFG7200(8-10 架)。支架ZF G7200、ZF6000、ZF5400的重量、尺寸分別是26t、19.5t、17.99t 與6850mm×1430mm×1850mm、6510mm×1430mm×1700mm、5530mm×1420mm×1700mm。一般安裝切眼與撤架通道的（寬×高）分別是7800mm×3200mm、4200mm×2700mm。按照礦方關于生產銜接的需求，要將撤架的1307 工作面安裝到1308 工作面，需要使用該裝置來安裝，使工作效率得到提升。

2 裝置的基本結構與動作原理

液壓系統、轉盤調向裝置、起吊就位裝置構成了該裝置。而且液壓控制閥組、液壓泵站構成了液壓系統，液壓系統為該裝置提供了動力。

（1）起吊就位裝置的動作原理。從圖1 中可以看出，起吊架、液壓頂、固定架、液壓葫蘆構成了起吊就位裝置。在安裝過程中，一般會在雙軌吊梁的兩側分別布置一組固定架，且所布置的固定架是對稱的，使用錨索來固定至頂板吊掛，且錨索規格是D18.9mm×3000mm。在雙軌吊梁中有穿插的滾輪組，且滾輪組安裝在起吊架中，起吊架會被安裝于固定架中的液壓葫蘆所拉動，進而發生移動，移動方向與雙軌吊梁的方向相同。從圖2可以看出，有液壓頂安裝于起吊架，數量是4個，在將支架運輸到起吊架底部的垂直方向之后，對所有液壓頂進行操作，讓液壓頂將支架勾住并從地面抬離，由于固定架液壓葫蘆所產生的牽引力，會把支架直接移動到規定位置。

圖1 起吊就位裝置實景

圖2 起吊就位裝置示意

（2）轉盤調向裝置的工作原理。從圖3 可以看出，推移頂、底座、轉盤構成了轉盤調向裝置。在底座的中心處安裝著轉盤，且轉盤比底座略高。推移頂的設置與轉盤的支承可以由底座來實現，在轉盤底部的垂直方向有推移頂，且推移頂的數量是2個，垂直布置，兩端分別和底座、轉盤底部相連。在工作過程中，推移頂的伸縮是交互的，使轉盤在90°的區域中反復轉動，支架在轉盤的帶動下旋轉，進而調向得以實現。因為支架所在的轉盤比轉盤略高，所以底座和轉盤、支架不會有摩擦產生，使底座不動的狀況下支架可以自由旋轉。

圖3 轉盤調向裝置示意(單位：mm)

3 安裝調向、自動就位的詳細程序

對液壓的安裝而言，該裝置就是輔助設備，運輸設備會將液壓支架運輸到運輸巷尾部的切眼位置之后，在由該裝置將就位工作完成。復位、落架、前移、起吊、旋轉是其安裝調向、自動就位程序的基本步驟，以下就是詳細步驟：

（1）液壓支架會被運輸設備放置到轉盤中，且轉盤屬于轉盤調向裝置，運輸設備包括單軌吊車或支架搬運車，那么這時轉盤將支架全部支撐起來，沒有接觸到底座。

（2）將操縱閥組與液壓泵站開啟，對推移頂進行控制，使轉盤被推動而有旋轉產生，且旋轉的角度比較合適，使切眼與支架相互垂直。

（3）起吊架被液壓葫蘆的掛鉤牢牢鉤起來，且液壓葫蘆有2個，安裝在固定架，支架會通過起吊架上的液壓頂從轉盤上離開，于此同時，會把轉盤直接旋轉到開始的位置。

（4）對液壓葫蘆進行操作，讓其將起吊架進行拖動，并順著雙軌吊梁移向工作面的剩余一側，把液壓支架直接拖移至要安裝的地方之后，將支架放下，這樣就位就完成了。若有必要，支架所在位置可以通過伸縮推移設備來稍微調整一下。

（5）把起吊架再次拉至開始位置，完整的循環就實現了，那么下組支架就位程序就開始了。

4 使用效果

按照礦方的有關需求，將礦用液壓支架的撤出機械手和安裝平臺給研究出來了，該礦的1308與1307工作面從2020年4月實施了回撤與安裝試驗。之前礦方每班平均3架撤架，1d可以有8架撤架。1307工作面大概進行的撤架是40架，1個班的平均撤架大概在5架左右，1d 的撤架大概是1415 架，且1308 工作面大概安裝的支架為40 個左右，平均1d 可以安裝的支架數量是1214架，這樣就可以提高工作效率與安全系數，是非常值得推廣的。

5 結束語

該裝置是與工作面真實狀況相結合來進行制作與設計的，而且是經過多次改良形成的。在使用到晉能控股煤業集團某礦之后，可以便捷安全的安裝，有非常明顯的效果。以下幾項就是該裝置所具有的特點：

（1）該裝置正常旋轉可以由回轉與推拉推移頂來實現，盡管結構不復雜，可是效果不錯。

（2）液壓頂起吊支架被操縱閥組所控制的動力由液壓泵站所供給，這樣增加了可靠性與穩定性。

（3）將JS-100液壓馬達與齒輪加到手動葫蘆，液壓葫蘆就制成了，用循環鏈條取代起重鏈條，將液壓支架拉動，使其順著切眼方向移動，降低故障率，使移動的可靠性增加。

（4）D18.9mm×3000mm錨索的使用，靠近頂板將起吊架與雙軌吊梁吊掛起來，將支架起吊所使用的高度空間降低，并將多出來的空間用于移動支架。

（5）在實施掛鉤與閥組的作業時，需要的只是人工，沒有太多工作量，降低的勞動強度，提高了工作效率。最主要的是操作距離增加，使作業人員更加安全。

使用液壓支架安裝調向、就位裝置，可以將固有搬遷工藝中的不足給徹底根除，提高了效率與安全性。于此同時，相比于固有工藝，在此行業中可以廣泛使用，是值得借鑒的。