ZTZ20000/27.5/42端头液压支架的技术革新改造

2020-10-27张辉

同煤科技 2020年5期

张辉

（大同煤矿集团机电装备力泰有限责任公司山西大同 037003）

0 引言

在对ZTZ20000/27.5/42 端头液压支架予以大修时，由于此部端头液压支架是我公司修理较大液压支架之一，其结构较为复杂，在修理过程中发现原设计液压系统的阀架位置布置不合理，导致有液压系统管路断开的危险，同时综合考虑多种因素，决定加装支架侧护装置，保障在使用中的安全，所以利用这次大修的机会，对这部端头支架不合理处、易损处予以了技术改造，解决了在生产中遇到的实际问题及设计中的缺陷和不足，取得到了良好的效果，达到了延长支架的使用寿命、安全、高效生产的目的。

ZTZ20000/27.5/42 端头液压支架最大高度为2.75 m，最大高度为4.2 m，单架宽度为920 mm，初撑力为15 520 kN，工作阻力为20 000 kN，泵站压力为31.5 MPa，移架步距为800 mm，操纵方式是本架手动控制，总重量为85 000 kg。

1 研究内容

端头支架是用于维护采煤工作面端头巷道的液压支架（其结构如图1所示），通常与排头支架紧靠，使工作面有足够的无立柱空间，供推移转载机尾和输送机头，也可防止工作面支架歪斜，所以端头支架在整个支护上起到了非常重要的作用，防护有效面积提高在井下操作来说是必要的。所以ZTZ20000/27.5/42端头液压支架在修理前，要进行一系列的修理准备前工作，其中对旧结构在使用中的安全性、焊接强度、结构合理性、制造成本这四个方面予以多次分析、考证、设计，对存在的不足进行多次反复讨论、试验，最后对液压支架的液压系统管路和结构重新设计布局。

图1 ZTZ20000端头支架示意图

主要改造内容有以下几个方面：

1.1 液压系统管路布置

液压管路布置是液压支架的一项重要工程，液压系统是整个液压支架的动力系统、操作系统，在整个液压支架中起至关重要的作用。液压系统中使用的管路种类很多，使用的数量也较多，所以在管路的排列上是比较复杂的，根据液压系统的工作压力及安装位置的不同，选择合适的管路是非常重要的，在大修端头支架的过程中，现场实际发现原设计液压系统的阀架位置布置不合理，从而导致液压系统的管路比较杂乱，在井下使用中液压系统的管路有断开的危险，对井下员工的生命存在着安全隐患，所以为了确保井下安全生产，确保员工的生命安全，在原设计的基础上，经过反复试验、研究，最后对原端头液压支架的液压系统进行优化升级，增设了反冲洗过滤器及回液断路阀，保证了支架管路系统的液体清洁度，防止沉淀物、废渣的累积，另外增加回液断路阀，目的是防止主回路管的工作液进入端头架液压系统，引起误动作（见图2），事实证明，改造后的液压支架在实践中取得了良好的效果。

图2 顶梁、底座阀架焊接示意图

1.2 设计并增加外侧护装置

由于端头支架在维护采煤工作面端头巷道的顶板支护中起至关重要的作用，在保障人身、财产安全上也是非常重要的环节，所以不论是在支架大小上，还是在支架材料强度制造上，都应该非常重视，把影响安全性能的因素都应该加以考虑，在实际修理ZTZ2000/27.5/42端头支架时，综合考虑了安全性能、实际使用、支护面积等方面的因素，经过多次研究、试验，结合实际使用情况，决定加装支架侧护装置。

端头支架侧护装置是在支架侧面加装外侧护板，主要由外侧护板、千斤顶组成，外侧护板的一端通过销轴与顶梁铰接，中部用销轴与千斤顶的活塞杆铰接，千斤顶缸体端部与顶梁上和耳板铰接，通过千斤顶的伸缩实现侧护帮板的支护（见图3），这样的铰接方式，不仅实际增大了支护的有效面积，而且也确保了连接方式的可靠性，也更加对端头支架的安全使用起到了保证，减小出现因煤粒、矸石掉落砸伤人的概率，更好的起到支护作用。

在端头支架外侧加装侧护装置，是对巷道侧帮和顶板进行支护，加强防护措施，防止由于采动影响使巷道片帮和冒顶，增大了端头支架有效支护范围，从而避免砸伤人员和损坏设备，提高了综采工作面生产的安全性和可靠性，更进一步加强了井下的支护防范措施，防范安全，更合理、更有效地保证了井下作业人员的生命安全。