ZF13000/25/38放頂煤液壓支架技術(shù)改造的實踐應(yīng)用

陳曉玲

（山西省大同市同煤集團中央機廠，山西 大同 037001）

同煤集團云崗礦8805綜采工作面采用ZF13000/25/38液壓大型綜放支架，在實踐使用過程中出現(xiàn)較多的問題，嚴(yán)重影響開采的安全。必須對綜采工作面地質(zhì)情況進行詳細(xì)的分析，對ZF13000/25/38型支架進行相應(yīng)的技術(shù)改造和維修，使支架功能得到全部恢復(fù)，確保其技術(shù)性能達到設(shè)計的目的。同時能進一步優(yōu)化支架結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)更加合理。從而能保障該套支架能在云崗礦下一個工作面安全使用。

1 ZF13000/25/38液壓大型綜放支架

ZF13000/25/38型四柱支撐掩護式低位放頂煤液壓支架為大同煤礦集團機電裝備公司中央機廠自行設(shè)計并生產(chǎn)。該支架工作阻力大，對頂煤的支撐及破碎能力強，堅硬煤層頂煤回收率高；前連桿采用雙連桿結(jié)構(gòu)，提高了支架的抗扭能力；放煤機構(gòu)尾梁上下回轉(zhuǎn)角度大，放煤效果好；底座中部設(shè)計了抬底機構(gòu)；支架前后均配置噴霧降塵系統(tǒng)，適用于傾角小于15°緩傾斜煤層綜采工作面。該支架的具體參數(shù)見表1所示。

表1 ZF13000/25/38型支架參數(shù)

2 液壓支架在8805工作面出現(xiàn)的問題分析

ZF13000/25/38型液壓支架在8805工作面使用中部分功能不能完全滿足實際情況需求，通過全面的記錄和分析，主要問題表現(xiàn)在以下方面：（1）支架的大部分護幫板變形，短桿與護幫板連接的耳座處出現(xiàn)斷裂，長、短桿發(fā)生了嚴(yán)重的扭曲，同時銷軸也發(fā)生了變形現(xiàn)象。（2）支架頂梁與平衡千斤頂連接的耳座處問題也較多，有少量的拉扯現(xiàn)象，同時也有裂紋和變形的現(xiàn)象出現(xiàn)，多處連接處銷軸變形。（3）掩護梁與連桿連接處耳座也有少量的拉傷和變形現(xiàn)象的出現(xiàn)，底座與連接桿處的連銷軸有變形現(xiàn)象。（4）拉后溜千斤頂損壞情況非常嚴(yán)重。（5）拉后溜雙耳鏈環(huán)片銷軸過長，使用當(dāng)中因發(fā)生干涉而導(dǎo)致了銷軸損壞。（6）支架工作阻力不夠。

3 支架技術(shù)改造方案的設(shè)計

3.1 長短桿及護幫板改造

考慮到該支架大部分護幫板變形現(xiàn)象的出現(xiàn)，分析可能是由于支架的護幫板較短，支護范圍比較小，無法滿足8805工作面開采時的需要。因此，對原護幫板進行相應(yīng)的加長設(shè)計，具體改造設(shè)計圖見圖1所示。

圖1 支架護幫板加長改造示意圖

如圖1所示，在原護幫板的基礎(chǔ)上加長2、3、4等部分，采用Q460號鋼板在外側(cè)進行焊接處理而成。同時在原護幫板的基礎(chǔ)上多加兩條筋板，增加護幫板的強度。改造后的護幫板支護范圍能增加420mm，實踐應(yīng)用效果非常好。

3.2 頂梁的技術(shù)改造

針對支架頂梁與平衡千斤頂連接處的裂紋和變形問題，考慮采用在外側(cè)進行補焊處理的技術(shù)措施。分析相應(yīng)的焊接工藝及相應(yīng)的加熱情況，同時從改造的經(jīng)濟上考慮，決定選擇360耐磨鋼板作為補焊材料，補焊長度設(shè)計為25mm，充分增加其承拉強度，保障使用安全。

3.3 尾梁千斤頂改造

該支架尾梁千斤頂有部分接頭座位置處于后部刮板機正上方，在生產(chǎn)現(xiàn)場，常常發(fā)生與矸石碰撞事故，從而產(chǎn)生相應(yīng)的損壞，導(dǎo)致支架無法進行相應(yīng)的作業(yè)。必須對尾梁千斤頂進行相應(yīng)的設(shè)計改造，通過現(xiàn)場觀察，將尾梁千斤頂上腔接頭座的方向進行90°的轉(zhuǎn)動，在進行接頭焊接時注意采用小電流進行焊接，保障缸體不會因為電流因素發(fā)生變形。改造后的下腔接頭座位置就處于支架的側(cè)面，不會因矸石運輸而發(fā)生碰撞事故，能有效地保障其安全。

3.4 銷軸孔及銷軸的技術(shù)改造

改造優(yōu)化左、右前連桿與底座、掩護梁之間連接的銷軸孔的直徑為Φ145，調(diào)整銷軸為Φ144；改造優(yōu)化后連桿與底座、掩護梁連接的銷軸孔的直徑為Φ155，調(diào)整銷軸Φ154。改造后的支架承壓強度和承拉強度都有了大幅度的增加，達到了優(yōu)化改造的目的。

3.5 對地調(diào)千斤頂?shù)募夹g(shù)改造

為了能夠達到避免后拉溜千斤頂活塞桿與地調(diào)千斤頂發(fā)生碰撞事故，必須對全部的地調(diào)千斤頂?shù)拈L度進行優(yōu)化改造，通過多次的試驗將其長度縮減為550mm比較合適，能有效地控制兩者之間的距離，不會發(fā)生相互之間的碰撞。

3.6 對拉后溜雙耳連環(huán)片銷軸的技術(shù)改造

該支架拉后溜雙耳連環(huán)片銷軸在雙耳連環(huán)片的外部兩側(cè)進行開口，銷軸的損壞現(xiàn)象比較明顯。優(yōu)化改造后的銷軸位于雙耳連環(huán)片內(nèi)部兩側(cè)，能夠避免銷軸與底座兩者之間的大幅度摩擦現(xiàn)象引起的銷軸損壞，同時還能避免軸向竄動現(xiàn)象的發(fā)生。

3.7 立柱安全閥安裝方式改造

該支架采用的是立柱1000L流量安全閥，在8805工作面安裝時安全閥底端向上。在生產(chǎn)過程中，支架運行發(fā)生過安全閥突然脫離閥座的情況，盡管該次事故沒有造成人員傷亡，但是從安裝方式來看，還是具有非常大的安全隱患，必須進行相應(yīng)的安裝改造。為消除安裝隱患，重新對連接安全閥的接頭座的安裝進行了設(shè)計，改造前后見示意圖2所示。該安裝方式有效地保障了安全閥不會脫離閥座，消除了安全隱患。

提高立柱安全閥的卸載壓強2MPa，實驗檢測該措施能保證立柱不漲缸，同時可以增加該支架的工作阻力，保障該支架不被壓死。

圖2 立柱安全閥安裝方式結(jié)構(gòu)示意圖

4 支架改造取得的經(jīng)濟效益

云崗礦8805工作面采用的ZF13000/25/38型四柱支撐掩護式低位放頂煤液壓支架共需要進行維修108架，在維修和改造過程中每架支架共需要改造及維修費13.3萬元，總費用108×13.3=1436.4萬元。如果對該套支架進行報廢，全面購買新支架需要費用為108×31=3348萬元。因此本次對于ZF13000/25/38型液壓支架的技術(shù)改造項目能為云崗礦節(jié)約資金1911.6萬元。為該礦創(chuàng)造了非常好的經(jīng)濟效益。改造后的支架已在8806工作面進行了使用，綜合整體情況來看，該套支架還能繼續(xù)使用3個工作面。

5 結(jié)語

論文基于8805工作面ZF13000/25/38型液壓支架使用過程中出現(xiàn)的問題，對該支架進行了有針對性的技術(shù)改造研究。改造后的支架強度有了明顯提高，恢復(fù)并優(yōu)化了相應(yīng)的技術(shù)性能參數(shù)，有效地提高了支架的工作效率，對煤礦的安全順利開采起到了保障作用。