綜采液壓支架操縱閥手柄閉鎖在“四難”煤層中的使用

高寶安 李守廣 劉恩民

（棗莊大興礦業有限責任公司，山東 棗莊 277319）

1 概況

棗莊大興礦業有限責任公司地質條件是國內煤礦開采中極少見的，山東礦機集團專門設計難采煤層綜采ZPY4800/14/28QS 液壓支架，適應傾角≤40°（仰角≤25°）、“三軟”煤層 、煤層分層鋪網開采。采煤機使用雙滾筒MG170/410-WD 型，采高為2.8m，截深0.6m，適用煤層傾角≤35°，工作面采用SGZ630/264 刮板輸送機運煤。

2 工作面概述

2.1 工作面地質條件

2東303 是該礦首個綜采工作面，走向北東，傾向北西，平均走向長度393m，傾向長度平均152m，煤層傾角22~30°,煤層厚度平均3.3m，以黑色亮煤、鏡煤為主，煤層有滑面，顯魚鱗薄片狀。頂板為泥巖，平均厚度為0.42m，直接頂為中細砂巖，平均厚度為2.4m，頂板裂隙發育、易冒落；底板巖性多為泥巖，平均厚度為0.4~1.3m，老底為砂泥巖，平均厚度為5.06m。煤層及頂板具有弱沖擊性。礦井井田構造復雜，井田內斷層較發育，巖石機構松軟，抗壓強度低，具有可塑性、膨脹性、崩解性以及擾動性等特征，是典型的“三軟”煤層。

2.2 自然條件對支架操縱閥手柄帶來的安全隱患

2東303 工作面共有液壓支架93 架，每個支架共有14 個操縱閥手柄。操縱閥分成3 組在不同位置固定，其中1 組為8 個操縱閥手柄，用于立柱、推移、平衡、抬底、撐幫板、伸縮梁、側護、底調千斤頂的操控，也是每個支架的主要閥組，本文僅以此閥組進行論述。

由于受大傾角、大仰采、“三軟”煤層、分層（鋪網）開采地質條件影響，綜采工作面生產以來，架前、架間漏頂、煤壁片幫、底軟、撕網卷網等問題一直困擾著支架回采作業。頻繁出現的擠架、咬架、倒架現象，致使架前上部頂板漏空。630刮板輸送機“壓死”問題時常發生，支架操作手柄常常被矸石埋在下面，進而誘發更加嚴重的支架倒架現象，嚴重影響支架操縱閥手柄的正常操作，造成嚴重的事故隱患。采取綜采液壓支架操縱閥手柄閉鎖安全措施刻不容緩。

2.3 支架操縱閥手柄誤操作帶來的生產問題

滾落的矸石進入架內砸到或碰到立柱操縱閥手柄，或人員在轉運物料期間碰到、刮到撐幫板操縱閥手柄，造成支架降架，采煤機撐幫板收縮。

（1）導致頂板矸石冒落，矸石會“壓死”工作面溜子，工作面不能運輸，影響生產；

（2）導致架撐幫板會卡住溜子，工作面不能生產，同時，工作面冒落的矸石不能運輸，工作面不能正常通風，影響安全；

（3）導致頂板空頂，支架無支撐力，繼而又造成支架擠架、倒架；

（4）導致采煤機撐幫板收縮，可能造成采煤機截齒損壞，威脅人身安全。

3 液壓支架操縱閥手柄閉鎖裝置設計

3.1 液壓支架操縱閥手柄閉鎖結構

根據ZPY4800/14/28QS 液壓支架操縱閥手柄安裝位置，考慮到在不影響正常使用、又便于實際操作的情況下，用Φ10mm 圓鋼加工成50×500mm的長形環，在長形環左端1/3 處焊一立筋，一方面起到加強作用，另一方面起到使系著的小鏈不竄動，如圖1 所示。

用δ10 鋼板加工2 塊支撐板，每個支撐板上各鉆2 個Φ13mm 的孔，用于與閥組架固定，在支撐板的立面各做2 個60°（Φ16×36mm）的斜口，一方面起到卡住長形環的作用，使其不脫落，另一方面是操作方便；再用Φ4×310mm 小鏈一端套在長形環里，一端焊接在左側支撐板的下部，使長形環不掉落，起到提高效率的作用，如圖2 所示。

圖1 長形環結構圖（單位：mm）

3.2 液壓支架操縱閥手柄閉鎖裝置的安裝

在ZPY4800/14/28QS 液壓支架手柄固定板的兩側面，分別固定支撐板和長形環，將8 個操縱閥手柄全部套進長形環里，再將長形環卡進60°的斜口里，這樣8 個操縱閥手柄就被長形環卡住了，如圖3 所示。當需要帶壓擦頂移架，支架工首先將手柄閉鎖長形環從側板斜口中取出，然后才能手動操作帶壓擦頂移架，操作完畢，操縱閥手柄恢復到零位，將長形環手柄閉鎖再放回60°的斜口里，以此類推。工作面偶爾出現滾桿或架間、架前漏頂，矸石即便砸到或推到任1 個操作手柄上，由于液壓支架操縱閥手柄閉鎖能承載200kg 重量，再加上操縱閥手柄是在支架兩棵立柱的中間部位，液壓支架也不會誤動作。

圖2 支撐板結構圖（單位：mm）

圖3 手柄閉鎖裝置安裝示意圖

4 液壓支架操縱閥手柄閉鎖改造后的效果

ZPY4800/14/28QS 液壓支架操縱閥手柄閉鎖改造后，能有效防止滾落的矸石進入架內砸到或碰到立柱操縱閥手柄；能有效防止人員在轉運物料期間碰到、刮到撐幫板操縱閥手柄；工作面在放炮期間，避免飛濺的矸石擊打到操縱閥手柄造成誤動作，對工作面支護、設備造成安全隱患。該改造結構上簡單，操作簡便，安全可靠，實用性強，投資少。

5 結語

在大傾角、大仰角、“三軟”煤層、分層（鋪網）開采極其復雜的條件下使用ZPY4800／14／28QS液壓支架，在探索和實踐中總結出防止支架操縱閥手柄誤動作的裝置。經過“2 東303、2 北201”綜采工作面兩年多的應用，支架操縱閥手柄從未發生過誤動作。通過有效的閉鎖控制，綜采支架操作的安全性能得以提高，礦井生產效率顯著提升，為綜采支架在難采煤層機械化開采奠定了基礎。