煤礦綜采工作面液壓支架快速回撤設(shè)備的研究

楊潤澤

（山西潞安郭莊煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 長治 046100）

引言

液壓支架作為控制工作面與礦山壓力的重要設(shè)備，其隨著工作面的更換，要進行及時的拆除及回撤。由于煤礦開采效率提高，使得工作面的更換速度不斷加快，因而對液壓支架的拆除及回撤效率提出了更高的要求，機械化程度較高的液壓支架快速回撤設(shè)備也就成為了當(dāng)前研究的熱點[1]。

1 液壓支架回撤工藝的分析與改進

液壓支架在回撤過程中，要依次進行抽架、轉(zhuǎn)向機裝車等工作，主要依靠回撤絞車，需對回撤絞車進行多次的拆裝調(diào)整，回撤的周期長，且在回撤過程中，造成綜采工作面的空間緊張。在待撤液壓支架轉(zhuǎn)向機撤出的過程中，容易發(fā)生地面的啃底現(xiàn)象，造成液壓支架底板的變形或損壞。這種方式造成了液壓支架的回撤勞動強度高，且周期較長，提高了煤炭生產(chǎn)的成本，成為制約煤礦提高經(jīng)濟效益的重要因素[2]。

在煤礦的綜采工作進行過程中，當(dāng)開采到工作面末端時，應(yīng)提前進入到回撤準(zhǔn)備階段，待采煤機、皮帶機等設(shè)備回撤完畢后，將液壓支架回撤設(shè)備整體運輸至工作面，開始液壓支架的回撤[3]。如圖1所示為回撤設(shè)備的放置位置圖，將液壓支架整體從工作位置撤出，將其放置于運輸車上，然后將液壓支架從運輸車上卸下。回撤設(shè)備包括轉(zhuǎn)向平臺、回撤車及回撤裝車機構(gòu)，通過各部分間的協(xié)調(diào)動作完成液壓支架的撤出、轉(zhuǎn)向、移動及裝車，完成液壓支架的快速回撤。

圖1 回撤設(shè)備的放置位置圖

2 液壓支架快速回撤設(shè)備的結(jié)構(gòu)

2.1 液壓支架快速回撤設(shè)備的整體要求

液壓支架回撤設(shè)備作為回撤的動力設(shè)備，同時要具有一定的承載性能，液壓支架依據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，其質(zhì)量約為10~20 t，考慮沖擊載荷的作用，對回撤設(shè)備的承載大于30 t。依據(jù)巷道的截面確定回撤設(shè)備的最大尺寸。依據(jù)某煤礦巷道的截面，巷道的最小高度為1.6 m，寬度為3.2 m，則所設(shè)計的液壓支架回撤設(shè)備入井高度要小于1.3 m，寬度小于3 m。巷道的軌道距為600~900 mm，回撤裝車機構(gòu)需滿足軌道距的要求，最大工作寬度大于900 mm[4]。

2.2 折疊式液壓支架轉(zhuǎn)向平臺結(jié)構(gòu)

依據(jù)快速回撤工藝的方案設(shè)計如下頁圖2所示的折疊式液壓支架轉(zhuǎn)向平臺。主要包括折疊工作機構(gòu)、牽引機構(gòu)、折疊裝車平臺及裝車臂組成，通過連接銷軸的形式組裝。在進行液壓支架回撤的過程中，轉(zhuǎn)向平臺通過折疊工作臺的行走方箱進行平臺的自動移動至待回撤液壓支架一側(cè)，通過牽引機構(gòu)完成液壓支架的撤出并在折疊平臺上完成轉(zhuǎn)向，通過裝車平臺將液壓支架調(diào)節(jié)到安裝回撤車的工作位置后通過裝車臂實現(xiàn)裝車[5]。

圖2 折疊式液壓支架轉(zhuǎn)向平臺結(jié)構(gòu)圖

對于回撤設(shè)備自身的拆解，首先將裝車臂及立柱拆卸，行走方箱撤回，將折疊工作臺及裝車平臺快速折疊，即可將轉(zhuǎn)向平臺撤出工作面。折疊式液壓支架轉(zhuǎn)向平臺需要占用的工作面體積小，安裝及拆解過程簡單，采用液壓驅(qū)動的形式，減小井下人員的作業(yè)強度。

2.3 折疊式安裝回撤車結(jié)構(gòu)

采用轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)完成待撤液壓支架安裝后，通過折疊式安裝回撤車進行支架的運輸，其整體結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要包括折疊車身、轉(zhuǎn)盤及橫梁。在進行回撤運輸?shù)倪^程中，通過折疊車兩側(cè)的行走輪可在軌道上移動，待撤液壓支架放置在轉(zhuǎn)盤上，通過橫梁上的液壓缸進行固定，保證運輸過程中的安全[6]。

圖3 折疊式安裝回撤車結(jié)構(gòu)圖

折疊式安裝回撤車可以快速地將轉(zhuǎn)盤和橫梁拆除，然后將車身折疊，即可完成回撤車的拆解，便于設(shè)備自身的撤出。折疊式安裝回撤車結(jié)構(gòu)拆解及安裝簡單，可以滿足變形嚴重的巷道作業(yè)需求。

2.4 折疊式回撤裝車裝置結(jié)構(gòu)

折疊式回撤裝車裝置結(jié)構(gòu)如圖4所示，將其布置在三角點進行液壓支架的推移工作，將液壓支架從回撤車上轉(zhuǎn)移到平板車上進行長距離的運輸作業(yè)。回撤裝車裝置主要由底座及牽引臂兩部分組成，在進行回撤的過程中，通過底座的訂車裝置與回撤車相固定，通過兩側(cè)的支腿調(diào)節(jié)至相應(yīng)的高度，通過牽引臂將液壓支架進行推移至平板車。

圖4 折疊式回撤裝車裝置結(jié)構(gòu)圖

進行回撤設(shè)備的拆解時，折疊式回撤裝車裝置可以將牽引臂拆除，通過折疊將底座收齊，完成拆解裝車工作。折疊式回撤裝車裝置的安裝及拆解簡單可靠，需要占用的巷道工作面空間小。

3 結(jié)語

針對現(xiàn)有液壓支架回撤的不足，改進了液壓支架撤出的工藝，并由此進行快速回撤設(shè)備的結(jié)構(gòu)研究。設(shè)計了折疊式液壓支架回撤設(shè)備快速完成支架的撤出，對折疊式轉(zhuǎn)向平臺、折疊式安裝回撤車及折疊式回撤裝車裝置的結(jié)構(gòu)進行說明，設(shè)備拆解及運輸方便，可快速完成液壓支架的回撤，減輕了工人的勞動強度，進一步保障了煤礦開采的安全性。