液壓支架安裝平臺的研制與應用

喬宇蝶，張曉靜，鄭春雷

（佳木斯大學，黑龍江 佳木斯 154000）

引言

液壓支架占綜采工作面設備總重的80%以上，液壓支架的安撤是綜采工作面搬家的關鍵工序，其安撤時間占到工作面全部設備搬家時間的70%，并且其技術難度和風險性也是最大，因此一直被列為安全重點監督工程。以岳城礦為例，該礦支架撤除是采用多架掩護撤架法，即用絞車牽引降柱的掩護架前移并交替掩護撤出，而安裝則由兩部牽引絞車分別牽拽平板車和支架，將支架拖入后用滑輪配合調整到位。隨著礦井自動化的不斷普及，小絞車或將被列入國家明令淘汰落后裝備，因此必須尋求一種全新撤架方法，能借助無極繩絞車進行支架的快速安拆，提高安裝工作效率。

1 岳城煤礦1308工作面概況

岳城煤礦1308工作面長度在210 m左右，現場共需要安裝支架130架，其中配套支架類型為ZFG7200（8~10架）、ZF5400（128~130架）或ZFG7200（8~10架）、ZF6000（128~130架），支架ZFG7200質量為26 t，尺寸為6 850 mm×1 430 mm×1 850 mm，支架ZF6000重量為19.5 t，尺寸為6 510 mm×1 430 mm×1 700 mm，支架ZF5400質量為17.99 t，尺寸為5 530 mm×1 420 mm×1 700 mm，安裝切眼（寬×高）一般為7 800 mm×3 200 mm，撤架通道（寬×高）為4 200 mm×2 700 mm。根據礦方生產銜接需對原1307工作面撤架后安裝至1308工作面，擬采用液壓支架搬家安裝平臺搭配機械手進行快速安裝，提高礦井工作效率。

2 平臺研制

液壓支架搬家安裝平臺如圖1所示：

圖1 液壓支架搬家安裝平臺示意圖

如圖，安裝臺與運輸平板車對接，通過兩側牽引千斤將液壓支架卸車，拉上安裝平臺，然后繼續用兩側牽引千斤分別鉤掛液壓支架前后兩側，實現支架旋轉90°，最后經由中間推移千斤推下安裝平臺，實現液壓支架安裝。整個過程中不涉及絞車，使用者只需調換鏈條[1-2]。

目前，礦方支架運輸方式包含從前溜道運架、后溜道運架或巷道中心運架等不同的運輸方式。為了適應不同的運輸方式，安裝平臺設計了滿足左側、右側、中間的藏軌裝置，并且便于拆卸。藏軌裝置與運輸軌道鐵軌對接，所以解決了左、中、右藏軌就解決了運輸位置，如圖2所示：

圖2 液壓支架安裝平臺藏軌圖

為了防止支架在平臺上滑出，安裝平臺兩側增加可拆卸限位板和限位裝置，防止支架滑出，如下頁圖3所示。

圖3 液壓支架安裝平臺限位銷（單位：mm）

3 機械手研制

安裝平臺機械手如下頁圖4所示，首先把基座固定在橫梁上，通過回轉油缸帶動搖擺座轉向需要拉動煤礦綜采設備的一側，吊環和煤礦綜采設備之間通過鏈條連接，提升油缸將機械手外臂提升，帶動機械手內臂上的吊環一起上提，通過鏈條帶動煤礦綜采設備上提。旋轉油缸帶動搖擺座反向轉動，通過銷軸連接傳力到機械手外臂和機械手內臂，機械手內臂帶動吊環，通過鏈條拉著支架一起移動；拉到位置后，旋轉油缸停止運動，外臂內的拉伸油缸帶動機械手內臂向外拉伸，機械手內臂帶動吊環，通過鏈條拉著煤礦綜采設備一起移動，煤礦綜采設備向其側向偏移移動出一個一定角度，這時用絞車將煤礦綜采設備拉出，并運送出去。

圖4 安裝平臺機械手示意圖

機械手的撤架工序是：降架—拆液壓管—牽引前移（移出老塘）—調正運出—檢測裝車—運輸，使用機械手撤除支架，不管是采用“開輔助巷道的撤除方法”還是采用“工作面留通道的撤除方法”都存在對巷道的工藝要求[3]。使用機械手撤除支架首先需要1~4臺掩護支架或代替掩護支架功能的設置，實現機械手的安裝和自移。所以，使用機械手對巷道頂板，拉出通道有一定的工藝要求。

4 現場試驗及改進方案

4.1 試驗及存在問題

將新研制的安裝平臺在1307工作面進行工業試驗，結果表明，該平臺能夠滿足井下使用，雖然在一定程度上保障了安全，提高了安裝速度，但還存在如下問題：

1）咬鏈。支架在安裝臺上調向的時候，由于兩側的滑輪尺寸不合理及位置不合適，40 t鏈出現斷鏈情況。

2）支架上平臺掛鏈位置不合適。該平臺解決液壓支架從前溜道、后溜道、巷道中心運架問題，支架上平臺過程中就出現了下滑趨勢。

3）支架在平臺上調向時出現下滑。由于1308工作面有坡度，支架在平臺上調向時出現下滑趨勢，有一定的安全隱患。

4.2 改造方案

針對平臺使用過程中出現的上述問題，進行如下改進：

1）針對咬鏈的問題。在平臺兩側外沿適當位置處增加圓管，增大掛鏈與平臺接觸，減輕咬鏈。

2）在平臺兩個不倒翁上開合適的槽，方便掛鏈，解決支架從平臺兩側上平臺時的掛鏈問題。

3）平臺前面兩個滑輪改為萬向輪，并計劃增加合適油缸進行拖拽，解決支架在平臺上調向下滑的問題。

5 應用效果

根據礦方需求研發了礦用液壓支架安裝平臺與支架撤出機械手，自2019年5月份開始在岳城礦1307、1308兩個工作面對其進行了安裝與回撤試驗。礦方原平均每班撤架3架，每天撤架8架左右；在1307面進行了約40個支架的撤除工作，平均每班撤架可以達到5架，每天撤架14~15架，在1308工作面進行了約40個支架的安裝工作，平均每天安裝12~14架，工作效率提高了87.5%，且大大降低了安全系數，具有較好的推廣意義。