周 軍，李 程

(潞安集團(tuán) 余吾煤業(yè)公司，山西 長治 046103)

隨著綜采技術(shù)的發(fā)展，液壓支架的應(yīng)用使頂板支護(hù)、工作面割煤和輸送機(jī)推移等工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械化，在生產(chǎn)過程中，當(dāng)采煤機(jī)滾筒割過煤后或頂板煤墻出現(xiàn)片幫時(shí)，為使暴露的頂板得到有效支護(hù)，液壓支架設(shè)計(jì)了伸縮梁機(jī)構(gòu)，以維護(hù)裸露的頂板，避免或減緩架前冒頂事故，但在移架過程中，由于煤墻條件等問題，伸縮梁往往不能及時(shí)收回，就會導(dǎo)致伸縮梁前端插板或長桿、短桿損壞，進(jìn)一步導(dǎo)致逼幫板不能有效支護(hù)煤墻，給正常的生產(chǎn)及檢修作業(yè)帶來困難，為此，對伸縮梁千斤頂雙向鎖改進(jìn)為浮動(dòng)雙向鎖，以更好的保證綜采工作面的高產(chǎn)高效。

1 ZF8000/20/38液壓支架前探梁

前探梁整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由前梁、伸縮梁、插板、逼幫板、短桿、長桿、逼幫板頂、伸縮梁頂組成；當(dāng)伸縮梁頂動(dòng)作時(shí)，帶動(dòng)伸縮梁與插板共同在前梁框架導(dǎo)槽內(nèi)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)伸縮梁的移動(dòng)；當(dāng)逼幫板動(dòng)作時(shí)，以逼幫板頂作為驅(qū)動(dòng)、插板作為逼幫板頂?shù)闹尾考?，由伸縮梁、長桿、短桿、逼幫板共同連接構(gòu)成小四連桿機(jī)構(gòu)(如圖2)，伸縮梁作為機(jī)架，逼幫板作為連桿架，起到支護(hù)煤墻的作用。

圖1 前梁、伸縮梁、逼幫板結(jié)構(gòu)

2 ZF8000/20/38液壓支架伸縮梁的使用現(xiàn)狀

在生產(chǎn)過程中，當(dāng)割完一刀煤后，在液壓支架拉架過程中，受煤墻片幫、頂板破碎等情況影響，為避免漏矸，伸縮梁、逼幫板往往會延遲收回，這就導(dǎo)致在拉架時(shí)，伸縮梁前端及逼幫板靠煤墻側(cè)就會受力過大，一方面，構(gòu)成小四連桿機(jī)構(gòu)的長桿、短桿也會受力損壞(如圖3),另一方面，支撐逼幫板頂?shù)牟灏迩岸撕苋菀资芰p壞(如圖4、圖5)；進(jìn)而導(dǎo)致小四連桿機(jī)構(gòu)不再穩(wěn)定，作為驅(qū)動(dòng)部分的逼幫板頂不能有效動(dòng)作，逼幫板無法完全打開，進(jìn)一步導(dǎo)致逼幫板不能有效支護(hù)煤墻，通過對余吾煤業(yè)公司N1205綜采工作面液壓支架該部位統(tǒng)計(jì)，由于插板、小四連桿損壞導(dǎo)致逼幫板無法正常動(dòng)作的液壓支架占到總數(shù)的74%，給正常的生產(chǎn)作業(yè)及檢修帶來困難，嚴(yán)重制約了綜采工作面的安全生產(chǎn)。

圖2 逼幫板小四連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

圖3 小四連桿機(jī)構(gòu)的長桿變形

圖4 伸縮梁前端插板斷裂

圖5 伸縮梁前端插板耳斷裂

3 ZF8000/20/38液壓支架伸縮梁頂雙向鎖改進(jìn)方案

3.1 雙向鎖改進(jìn)思路

原有ZF8000/20/38液壓支架伸縮梁千斤頂液壓原理如圖6，中間通過雙向鎖的作用來維持千斤頂工作狀態(tài)，操作液壓支架上其它操作閥手把時(shí)，伸縮梁不會動(dòng)作，即伸縮梁千斤頂?shù)膭?dòng)作僅可通過伸縮梁操作閥來實(shí)現(xiàn)。

圖6 ZF8000/20/38型液壓支架伸縮梁千斤頂液壓原理

通過對伸縮梁使用現(xiàn)狀的分析，逼幫板小四連桿機(jī)構(gòu)的損壞主要是由于在拉架時(shí)，伸縮梁不能及時(shí)收回，伸縮梁前端受力過大而造成的，因此通過對伸縮梁頂雙向鎖改進(jìn)，在拉架時(shí)，當(dāng)伸縮梁前端及逼幫板靠煤墻側(cè)受力增大到一定程度時(shí)，能實(shí)現(xiàn)伸縮梁的自動(dòng)收回，減少該部位受力，進(jìn)而就可以保證逼幫板小四連桿機(jī)構(gòu)及伸縮梁插板的完好。

3.2 伸縮梁頂雙向鎖改進(jìn)方案

將伸縮梁頂雙向鎖改進(jìn)為浮動(dòng)雙向鎖，如圖7所示。將推移千斤頂回液管串入浮動(dòng)雙向鎖內(nèi)，浮動(dòng)雙向鎖進(jìn)、回液腔就會聯(lián)通，在操作推移頂移架時(shí)，當(dāng)伸縮梁前端及逼幫板靠煤墻側(cè)受力時(shí)，伸縮梁頂活塞桿處于“浮動(dòng)”狀態(tài)，可以隨伸縮梁的受力情況自由收回，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)移架時(shí)伸縮梁收回的目的，避免了伸縮梁前端及逼幫板靠煤墻側(cè)受力過大。

圖7 改進(jìn)后伸縮梁千斤頂液壓原理

3.3 浮動(dòng)雙向鎖結(jié)構(gòu)及工作原理

浮動(dòng)雙向鎖與普通雙向鎖相比，多一個(gè)控制口(如圖8)，可與操作閥組共同控制液壓支架的平衡，輔助千斤頂工作。當(dāng)操作閥組處于中位且外力作用結(jié)構(gòu)沒有達(dá)到安全閥開啟壓力時(shí)，使浮動(dòng)雙向鎖的兩高壓閉鎖腔卸載連通，可使千斤頂長期保持某種工作狀態(tài)，從而使液壓支架在外力作用下起到應(yīng)有的支撐作用[1]。

圖8 浮動(dòng)雙向鎖結(jié)構(gòu)

圖9 浮動(dòng)雙向鎖結(jié)構(gòu)

改進(jìn)后浮動(dòng)雙向鎖原理如圖9所示，A、B端口與操作手把的進(jìn)回液管路相連，C、D端口與千斤頂?shù)倪M(jìn)回液管路相連，K端口作為控制口與連接推移頂?shù)幕匾汗芟噙B，當(dāng)推移頂動(dòng)作時(shí)，高壓液由K端口進(jìn)入浮動(dòng)雙向鎖內(nèi)，使其工作，將進(jìn)回液腔聯(lián)通，并與千斤頂進(jìn)回液管路形成回路，伸縮梁頂活塞桿處于“浮動(dòng)”狀態(tài)，當(dāng)伸縮梁受力，伸縮梁千斤頂活塞桿就會在外力作用下自由收回，避免了伸縮梁插板在移架時(shí)受力損壞。

4 效果與經(jīng)濟(jì)效益

4.1 有效支護(hù)

通過伸縮梁浮動(dòng)雙向鎖的改進(jìn)，使液壓支架性能更加穩(wěn)定，使逼幫板的支護(hù)更加可靠，有效保證綜采工作面架前煤墻支護(hù)，為作業(yè)人員進(jìn)入煤墻工作創(chuàng)造了安全的作業(yè)環(huán)境，保證了作業(yè)人員的安全。

4.2 降本增效

由于改進(jìn)后插板損壞明顯減少，逼幫板長桿、短桿小四連桿機(jī)構(gòu)損壞明顯減少，有效降低了支架的生產(chǎn)檢修成本，避免了配件的頻繁損壞，起到了降本增效的目的。

通過在井下S2108綜采工作面的應(yīng)用，伸縮梁插板、逼幫板動(dòng)作小四連桿機(jī)損壞率降到了2%，伸縮梁頂浮動(dòng)雙向鎖改進(jìn)取得了明顯的效果，為工作面的高產(chǎn)高效提供了有效保障。