綜采工作面液壓支架油缸更換輔助裝置的分析與應用

宋 鑫

（山西焦煤霍州煤電集團晉北煤業公司，山西 忻州 034000）

1 項目概況

綜采是一種長壁采煤法綜采工藝，在長壁綜采工作面布置液壓支架、刮板輸送機、滾筒采煤機，在運輸巷布置順槽轉載機、可伸縮帶式輸送機等。綜采工作面采用超長布置，即面長按兩個綜采面長度布置，采煤機用兩臺，騎在同一部刮板輸送機上，分別截割上半個面和下半個面的煤壁，也可在超長綜采面中部布置中間巷作運輸巷，在綜采面的上半和下半工作面各布置一部刮板輸送機相向運輸，形成對拉綜采工作面。為進一步挖掘長壁綜采面生產潛力，提高產量和工效，使生產集中化，在實現高產高效的同時，降低巷道掘進率，減少煤柱損失，提高資源回收率，充分采動有利于地表下沉，采煤工人有時需要對工作面上的液壓支架油缸進行更換，從而保證采煤機械設備的正常運轉，在對油缸進行更換過程中，常常會用到輔助裝置來進行操作。針對晉北煤業5-1031綜采工作面液壓支架油缸更換輔助裝置在固定防止裝置脫落和方便使用上存在的問題，提供了一種新型的更換液壓支架油缸的裝置并展開研究。

2 液壓油缸更換輔助裝置的分析

2.1 結構分析

更換液壓支架油缸裝置結構如圖1所示。該裝置主要包括固定座、支撐桿、第一固定塊、鏈條和固定夾等部件，在支撐桿兩端分別設有固定座，且固定座與支撐桿活動連接。

圖1 更換液壓支架油缸裝置結構示意圖

固定座結構示意圖如圖2所示[1-2]，主要外殼、第一螺栓、第一通孔和第二固定塊等部件。外殼為長方體結構，且外殼頂部開設有凹槽，外殼一側兩端分別開設有第一通孔，且第一通孔內開設有螺紋；第一螺栓通過第一通孔與外殼固定連接，第一通孔內開設的螺紋紋路與第一螺栓表面開設的紋路一致，且第一通孔與第一螺栓相嚙合；第二固定塊設于外殼底部，且第二固定塊與外殼底部為一體成型，第二固定塊正面開設有通孔。

圖2 裝置固定座結構示意圖

結合圖1和圖2可知，支撐桿設于第二固定塊通孔內，所述活動夾與支撐桿成交錯方式設置于支撐桿上下兩側，且固定座設于支撐桿上側，支撐桿兩端下側分別設有活動夾，活動夾包括第一固定塊、鏈條以及固定夾，所述第一固定塊為內部中空長方體結構，所述支撐桿穿插第一固定塊內部，且支撐桿通過軸承與第一固定塊活動相連，鏈條一端與第一固定塊底部活動連接，且鏈條另一端與固定夾頂部活動連接，通過固定座和固定夾的設置，將該裝置通過固定座將其掛在需要裝置液壓支架油缸上，再將旋轉第一螺栓，使其固定座與液壓支架油缸相固定，從而為裝置提供支撐力。

從固定夾結構示意圖如圖3所示[2-4]，固定夾設置左夾座和右夾座，使其工人可以通過固定夾對油缸進行固定，將固定座與固定夾之間設置支撐桿，工人可以輕松吊起油缸，從而有效地減低了更換油缸時應長期抬舉油缸而帶來的消耗人工勞力的的問題，保證了操作的安全性。

圖3 裝置固定夾結構示意圖

固定夾包括左夾座、右夾座以及螺釘，左夾座外形為半圓形，且左夾座頂部設有插入槽，左夾座外表面靠近插入槽的一側開設第二通孔，且第二通孔內開設有螺紋，第二通孔內開設的螺紋紋路與螺釘表面開設的紋路一致，所述螺釘表面與第二通孔內壁相嚙合，螺釘通過第二通孔與左夾座相連，所述右夾座外形為半圓形，且左夾座底部通過第二螺栓與右夾座底部活動連接，所述左夾座與右夾座成對立設置于第二螺栓兩側，所述右夾座頂部設有連接弧塊，且左夾座與右夾座通過連接弧塊插入至插入槽內合并成一個圓形套環，且左夾座與右夾座內側分別設有橡膠墊，所述橡膠墊的厚度小于左夾座和右夾座的厚度，通過支撐桿的設置，使其能夠支撐液壓支架油缸與固定螺栓或固定位置的對接，避免了撐液壓支架油缸對接的過程中對不齊導致撐液壓支架油缸損失以及更換失敗情況出現，起到了撐油缸與固定螺栓或固定位置便于其對接的作用，通過對固定座設置第一螺栓，進而防止在吊取油缸時由于晃動而使得脫落，產生人員傷亡，從而達到了防止該裝置在工作時發生脫落情況的目的[5-6]。

2.2 工作原理

該新型更換液壓支架油缸裝置在使用時，通過固定座和固定夾的設置，將該裝置通過固定座將其掛在需要裝置液壓支架油缸上，再將旋轉第一螺栓，使其固定座與油缸相固定，從而為裝置提供支撐力，再通過對固定夾設置左夾座和右夾座，使工人可以通過固定夾對液壓支架的固定，將固定座與固定夾之間設置支撐桿，工人可以輕松地吊起液壓支架油缸，從而有效地減低了更換液壓支架油缸時應長期抬舉液壓支架油缸而帶來的消耗人工勞力的問題，保證了操作的安全性，同時，通過支撐桿的設置，使其能夠支撐液壓支架油缸與固定螺栓或固定位置的對接，避免了撐液壓支架油缸對接的過程中對不齊導致撐液壓支架油缸損失以及更換失敗情況出現，起到了撐液壓支架油缸與固定螺栓或固定位置便于其對接的作用，通過對固定座設置第一螺栓，進而防止了在吊取油缸時由于晃動而使得脫落，產生人員傷亡，從而達到了防止該裝置在工作時發生脫落情況的目的。

3 實踐應用及效果分析

山西焦煤霍州煤電集團晉北煤業公司位于山西省忻州市靜樂縣娘子神鄉，井田處于寧靜盆地東南部，井田面積為85 700 km2，保有儲量7 890萬t，設計生產能力120萬t/a。采用斜井開拓方式，井筒數量為3個，開采水平為+1 380 m，現采煤層為5上#，采煤工藝為綜采、低瓦斯礦井；水文地質類型為中等、具有自燃傾向性。1031綜采工作面在對液壓支架油缸進行更換時，以往的輔助裝置在更換時固定性較差，使用不太便利，液壓支架油缸更換花費時間較長，效率不高，影響煤礦開采效率。采用新型更換液壓支架油缸輔助裝置進行作業時，工人可輕松吊起液壓支架油缸，并能防止其晃動。在整個作業期間，無液壓支架油缸發生脫落等安全事故發生，工人勞動強度降低，更換效率大大提高。該新型液壓支架油缸更換輔助裝置的應用為企業創造了較好的安全經濟效益。