“一体式”垫架在综采刮板机机尾部护顶支架上的应用

2013-12-23李广胜

机械工程师 2013年11期

李广胜

（永煤集团机电制修厂，河南商丘476600）

1 引言

由于对设备的错误操作及设备的老化，导致冒顶事故仍是影响很多矿机安全生产的重要问题之一。我公司陈四楼煤矿综采工作面机尾顶板的支护一直在按常规方法采用单体支柱进行护顶，由于单体支柱的初撑力普遍较低，支柱对顶板的早期支护能力大大减弱，在此情况下极易造成顶板岩层过早离层，诱发顶板冒落。因此，经有关专家技术人员研究讨论，决定在工作面刮板输送机机尾处多安装一台液压支架取代用单体支柱进行支护，可靠地增加支护的安全性以及在回采过程中避免采空区矸石的滚落，极大地保证了工作面正常生产的安全性。

但是由于受到机尾垫架长度局限性的影响，代替单体支柱护顶的液压支架却不能很好地与刮板输送机机尾进行连接，因此在回采过程中存在该液压支架不能像工作面其他液压支架一样做到有效同步前移的问题，如何优化现有刮板输送机机尾垫架结构来解决支架的同步前移成为该矿面临的技术难题。

2 初步解决方案

图1

如图1 所示，为了解决机尾护顶支架的同步前移，制作了一件带拉移板的小垫架2。该小垫架2 通过高强度螺栓组件3 与机尾垫架1 连接为一体，机尾支护顶板的支架通过拉移座与小垫架拉移板上的5-φ52 的孔连接，从而使端头护顶支架与刮板机机尾成为有效的统一体结构，很好地解决了端头护顶支架同步前移的难题。但是由于井下条件恶劣，加上端头支架较重，该装置经过长时间的使用，往往会出现小垫架被拉脱的现象，需要一线维修工人重新连接。若一旦出现小垫架与机尾垫架用于联接的螺栓孔被拉损坏，就需要升井重新维修甚至报废，这样就大大增加了工人的劳动强度，矿机的安全生产效益也势必会受到很大的影响，因此该方案不能从根本上解决机尾护顶支架同步前移的难题。

3 改进后的解决方案

经过对初步解决方案中易出现的问题进行全面分析，特对现有垫架进行了重新设计，采用先进的受力分析软件进行模拟，研制了一种高强度的机尾“一体式”垫架（见图2）。

图2 一体式垫架

该一体式垫架彻底解决了初步解决方案中的不足，完成了分体式到一体式结构的转变，大大增强了垫架的连接强度，很好地解决了刮板运输机机尾端头护顶支架同步前移的难题。

4 设计的主要创新点

（1）使机尾顶板能够完全利用液压支架代替单体柱进行支护的方案得以彻底实现，大大提高了支护强度和安全性。

（2）利用液压支架能够防止机尾采空区矸石的滚落，给工人的人身安全带来了保证。

（3）能够实现机尾顶板支护的液压支架同步前移，且操作方便。

（4）优化垫架结构，增强装置的抗拉移强度，从而能够节省大量劳动力，减少了一线维修工人的工作量和劳动强度。

5 “一体式”垫架的应用情况

经过多次现场分析，最终设计并加工出了刮板输送机机尾“一体式”垫架。目前该垫架已经在我公司陈四楼煤矿南十一采区21302 综采工作面、北十采区21002 和北十二采区21207 工作面使用。该“一体式”垫架能够完美实现与机尾端头护顶液压支架推移千斤顶连接，实现回采过程中机尾液压支架的同步前移。此“一体式”垫架由原来的分体结构改进成一体式，大大增强了垫架的抗拉移强度，经过工作面半年的使用，所用的“一体式”垫架无一损坏。

利用一台液压支架支护，最少能够省去四排π 型梁，按一梁三柱计算，同时省去12 根单体柱，加上防止机尾采空区矸石滚落的4 根单体柱，总共能省去16 根单体柱。在回采过程中，机尾省去16 根单体柱，在每班生产过程中就可以节省在机尾打超前支护的人员2～3 人，这样不仅节省了大量劳动力，而且还大大地减少了工人的工作量和劳动强度。