液壓邁步自移抬棚裝置在綜采支架安裝中研究與應用

李志遠

(鄭煤集團 新鄭煤電有限公司，河南 新鄭 451100)

鄭煤集團新鄭煤電公司綜采工作面支架安裝時，要利用絞車調運支架到達工作面安裝位置，經過卸車、滑移、調向就位等一系列過程。在支架進入工作面前，提前對下一個安裝支架位置周圍頂板進行支護。傳統支護需要人工打π型鋼“一梁三柱”抬棚，這種支護方式存在頂板冒落的隱患，安全系數較低，很大程度上增加了職工勞動強度。本文通過對綜采工作面液壓支架安裝現場實際的分析與研究后，經過不斷的技術改造和理念創新，研制出一種新型液壓邁步自移抬棚裝置，大大提高了安全系數和勞動效率，實現操作簡單、方便，安全可靠，在實際生產中得到了廣泛的推廣與運用。

1 設計原理及結構選擇

1.1 整體結構設計

邁步自移抬棚裝置結構設計應符合煤礦井下實際安全需要，支護強度滿足現場圍巖和頂板條件變化，實際操作靈活方便，安全可靠，并保證自身結構的穩定牢固。在充分考慮井下現狀情況下，提高液壓動力系統的適應性，邁步自移抬棚裝置應完全實現自動化。

1.2 設計原理

在利用傳統π型鋼托梁配合單體液壓支柱打“一梁三柱”抬棚方法基礎上，擇取我公司綜采面端頭滑移支架及轉載機滑移梁原理，把π型鋼托梁和油缸支柱用銷子固定連接成一體，從而以邁步自移抬棚裝置自身為載體，人員通過操作手把閥組，控制π型鋼梁上油缸伸縮行程及下端4個支腿油缸的升降，從而實現滑移抬棚裝置的邁步自移。

基于上述設計原理如下圖所示。

1.2 固定結構選擇

(1)支頂裝置：由2根并排的4mπ型鋼托梁，4根3.2m千斤頂油缸，柱帽(焊接件)組成。

(2)自移托舉裝置：由π型鋼托梁之間的1根1.2m拉移油缸，2根焊接加工的托舉裝置組成。

(3)防鉆底裝置：連接在千斤頂油缸下端的柱鞋。

(4)液壓操作系統裝置：由操作系統閥、三位四通閥、管路、銷子等組成。

2 液壓邁步自移抬棚裝置操作流程

(1)通過手把操作閥組，使處于左邊π型鋼托梁下端2個油缸縮回，距地面高度為200mm。

(2)操作π型鋼梁中間拉移油缸，使其縮回復位，π型鋼托梁將前移500mm。

(3)反向操作閥組桿，伸出此π型鋼托梁2個油缸，直至頂緊棚梁和頂板。

(4)然后重復以上操作另一根π型鋼托梁，從而實現滑移抬棚裝置的邁步自移。

3 關鍵先進技術創新

改進了傳統使用單體液壓支柱配合π型鋼梁操作不安全性和支護不穩定性，消除重大安全隱患;此技術大大降低了勞動強度，提高勞動效率，使操作更具有安全性、高效性及穩定性;實現了滑移抬棚的邁步自移及本質安全。

其先進性表現在以下幾點：(1)生產效率高：該裝置只需一人操作閥組手把，油缸自動升降、前移，僅需10分鐘，該裝置完成一次前移，實現綜采面液壓支架安全、高效安裝。(2)提高本質安全：消除了人工抬舉托梁打抬棚和導運單體液壓支柱等不安全因素，大大降低了頂板裸露時間，提高了頂板穩定性，實現了操作設備的本質安全。(3)勞動強度小：利用中間邁步拉移油缸實現該裝置自移，省去了人工架設抬棚等費時費力問題，大大降低職工勞動強度。(4)成本低：利用廢舊的支架立柱和小油缸，π型鋼等經過焊接、加工改裝而成，降低材料消耗，節約成本。(5)實用性強：只需用操作閥組手把，就能控制該裝置的狀態。操作更簡單、方便。

4 效益評價

(1)人工效益：安裝一架原來需要4個人把2跟π型鋼梁、6根2.8m單體柱打“一梁三柱”向前挪移，消耗大量人力，費時90min/架，每班費時180min。改用此技術后，只需1-2人操作控制就能實現抬棚前移。

(2)經濟效益：若每工按200元，工程20天計算，凈利潤為：200*20*2*3=2.4萬元;每天多安裝2架，提前4天完成安裝任務。

(3)安全效益：使用傳統打抬棚方式，由于工作面巷道高、斷面大等地質條件，工人在施工過程中，操作不方便且安全系數，提高了傷亡事故發生率。運用科學的管理應用此項技術操作大大提高了安全系數，降低了傷亡事故發生率，其效益無法估量。

5 結語

液壓邁步自移抬棚裝置設計合理，適應新鄭煤電公司井下安裝綜采面支架設備，使用安全，效益高，操作方便，在鄭煤集團具有一定的借鑒和推廣價值。