煤礦大型液壓支架安裝工藝優化與應用*

閆 偉

(山西河曲晉神磁窯溝煤業有限公司，山西 忻州 036500)

0 引 言

隨著煤礦開采量和開采強度逐年增加，煤礦生產過程中產生的礦壓越來越大，煤礦開采過程中需要使用大型液壓支架對頂部進行有效支護，以保證煤礦安全作業和生產[1-2]。液壓支架在煤礦生產過程中發揮了重要的作用，是保證煤礦開采工作順利進行的關鍵，也是煤礦開采過程中耗費成本最大的設備，煤礦液壓支架的安裝對于保證煤礦生產效率和提高煤礦設備管理水平具有重要的意義[3-5]。

煤礦大型液壓支架長度較大，空間占用資源較多，同時受到煤礦井下空間限制，大型液壓支架無法實現有效輸送，在對液壓支架進行拆分和安裝時，需耗費一定人力物力。現有安裝技術和工藝不完備，導致實際安裝速度較慢，安裝期限無法保證，不利于煤礦有效支護和高效開采。結合現狀，對煤礦液壓支架安裝工藝技術應用進行探討，并對液壓支架安裝工藝進行優化設計，達到提高液壓支架安裝效率、縮短安裝時間，有利于實現煤礦設備快速安裝的目標。

1 煤礦液壓支架安裝技術及應用

要達到對煤礦液壓支架實現快速安裝，減少安裝工序，減少安裝工人數量的目標必須因地制宜，對煤礦井下井筒內部空間資源合理應用，大型液壓支架無法實現整體輸送，必須對液壓支架進行分解并輸送，根據實際采煤工作面的位置首先合理布置液壓支架的位置，將液壓支架分解為頂支撐蓋、尾部橫梁、底座部位三部分，將過渡架分解為頂蓋、尾部橫梁、底座和立柱四部分，每部分均為獨立的一個單元。將液壓支架分解之后，需采用煤礦輸送設備輸送液壓支架零部件，輸送實際平板車的尺寸往往小于頂部蓋板，同時平板車的高度需要低于頂部蓋板500 mm，此時能夠保證液壓支架的頂部蓋板尾部與絞車繩頭錯開。圖1所示為液壓支架頂部蓋板輸送平臺示意圖。

圖1 液壓支架頂部蓋板拆解與輸送方案

1.1 液壓支架安裝工藝與要求

根據煤礦實際作業環境首先需要確定液壓支架的開切眼和組裝洞室的實際支護形式。在每班進行液壓支架組裝之前，首先需要對礦用起吊裝置的各個部分進行詳細檢查，保證所有零部件可正常工作，避免液壓系統管路發生漏油、滴油和冒油等問題，將整個支架平板車進入到起吊室的合適位置，隨后對阻車器運動中平板車進行定位，并且利用方木配合木楔進行墊實。

圖2所示為液壓支架巷道輸送形式圖，支架的輸送主要在運輸巷道進行，實際液壓支架組裝的先后順序按照液壓支架從下到上，從內到外的順序進行組裝，具體順序為從液壓支架的底座開始，隨后是液壓支架的立柱和四連桿機構，進行掩護梁組裝，最后是頂部橫梁的組裝。將底部支座輸送到起吊位置，放在整個支架平板車上，對底座和車輛之間的螺絲限位裝置進行安裝；將四連桿機構吊起，隨后與底座進行對接，并使用銷軸進行緊固連接，最后使用工字鋼焊接成鐵梯子形狀配合木料和木楔使四連桿機構支撐牢固，并且使用吊鉤調整出最佳位置，裝入銷軸和四連桿機構。

圖2 液壓支架輸送巷道形式圖

按照液壓支架的安裝要求，需防止插接支架片幫。在伸縮梁、側板和立柱等位置液壓管道的連接處容易發生漏液，要求管路系統連接正確，各個接頭密封良好，連接牢固。通過采用液壓和機械裝置將支架的側護板進行鎖緊，滿足整個機架的運輸要求。

1.2 液壓支架安裝技術問題

傳統的煤礦液壓支架分拆、運輸和安裝工藝在實際運行過程中存在許多問題，安裝技術和工藝不完備以及因為缺少嚴格的執行規范和安裝工藝，導致在實際安裝過程中耗費時間較長，安裝期限得不到保證，且容易導致輸送和安裝順序的顛倒出現誤差，對煤礦有效支護和高效開采造成一定的損失。

2 液壓支架安裝工藝技術優化

傳統的液壓支架安裝工藝包括液壓支架的分解、輸送和安裝三個步驟，液壓支架的安裝耗費時間較長，同時由于需要頻繁進行吊裝并進行對準，安裝速度比較慢。為此，針對傳統的液壓支架安裝工藝存在的問題，提出一種液壓支架快速安裝新工藝技術。

液壓支架的安裝需要將支架的頂板和尾部的橫梁輸送到硐室，隨后通過液壓支架的專用吊具將液壓支架吊起，吊起后進行找中并安裝，通過礦井絞車將底座拉到頂部蓋板的下方進行安裝，其他安裝完成后進行安裝液壓支架的液壓系統管路，管路連接部位、密封元件安裝好，避免液壓系統漏油。

圖3所示為液壓支架安裝滑靴結構圖。

圖3 液壓支架安裝滑靴結構圖

液壓支架安裝時，使用液壓支架安裝滑靴進行輔助運輸將會提高設備的運輸效率，縮短設備運輸時間，實現快速運輸與安裝。安裝滑靴采用厚度為10 mm的鋼板通過折彎機形成的角鐵形狀，具有較高的強度和可靠性，如圖3。

液壓支架安裝完畢，利用礦井的絞車將安裝好的液壓支架運送到切眼上口交叉位置，利用小型工業車輛叉車和平板車將液壓支架放置在同一個位置，采用小型的絞車將支架與大平板拉到四角道岔的位置，然后調整安裝叉車的前方與大平板車的側邊相對，便于從大平板車上移動到小型叉車上進行作業。圖4所示為模擬運行示意圖。

圖4 液壓支架運輸形式

通過調整安裝叉車的前沿與大平板車上移到安裝叉車上，利用叉車的實際操縱閥組實現對機構的張緊，防止支架側倒；隨后對安裝叉車的緊縮缸閥組進行操作，在安裝叉車上固定好液壓支架并且啟動安裝絞車，在安裝叉車上方調整液壓支架，將頭部往下，尾部向著絞車的硐室；最后連接液壓支架管路，注意管路之間密封，防止液壓系統泄露，影響液壓支架支護效果。連接完成后，將液壓支架升起并頂到頂板部位，將前方的探梁與側護板拉出過渡，將推拉桿拉出進行連接，完成液壓支架的支護作業。液壓支架的整個安裝、輸送與支護過程實現了連貫有序，從而有效提高了液壓支架的安裝效率和安裝質量。

3 液壓支架安裝工藝效果與優點

針對傳統的液壓支架安裝存在的問題提出了以上的液壓支架快速安裝工藝。通過將液壓支架的安裝工藝進行優化，調整液壓支架的輸送和安裝順序，從而節省了大量的安裝工序，縮短了安裝時間，總體搬運的次數減少，使得整個液壓支架的安裝工藝結構更加簡單，安裝效率大大提高。

利用此套安裝工藝技術，將傳統的先拆卸后安裝的工藝技術優化為拆裝過程同時進行，輸送與安裝同步，應用結果表明：采用傳統的安裝工藝技術，每臺液壓支架的安裝耗時大約為5 h，工人數量為10～12人，同時對于工人的操作技能要求比較高，采用優化后的安裝工藝技術，整臺液壓支架的安裝僅用4 h，需要的工人數量為4～5人，安裝需求勞動力大約為原工人數量的一半，節省了企業的勞動力成本，同時安裝效率大大提高，有利于提高煤礦的開采效率和支護效率，對于提高煤礦產量和經濟效益具有重要的價值和意義。

4 結 語

近年來，隨著煤礦生產向著高效率、高產量方向發展，傳統的煤礦機電設備的安裝暴露出很多的問題，比如設備安裝效率不高、危險性較大、工藝復雜、安裝總耗時較長等問題，文中以煤礦液壓支架安裝作為分析對象，深入分析了煤礦液壓支架傳統的分拆、運輸和安裝工藝過程中存在的問題，提出了液壓支架快速安裝工藝技術，通過對新工藝進行應用分析可以得出：采用新的安裝工藝技術可以提高液壓支架的安裝效率，僅需要4 h完成液壓支架的安裝，需要的工人數量僅為4～5人，有效提高了液壓支架的安裝效率，減少了安裝工人數量，節省了煤礦企業勞動力成本，設備安裝安全性方面得到有效保證，非常具有推廣意義和價值。