综采工作面液压支架回撤安装自动就位装置的设计

王少将

（晋能控股煤业集团和顺李阳煤业，山西晋中032700）

由于煤矿持续升高的开采能力，液压支架逐渐增大的体积，造成支架不易就位到工作面上。由于受限于巷道的空间，在综采工作面就位与安装调向液压支架时，固有方法为使用2台绞车彼此配合对拉或转台调向就位。卸车过程中，绞车会将其自平板车中硬拉下来，完成卸车，这样会有不少的安全隐患：①很容易有倒架发生，倒架的原因是有不平衡的拉力作用到支架；②若有支架下滑发生，就会导致煤墙被顶死或者撞架；③操作对拉绞车的人数是4 人，对拉绞车的数量是2台，若不能好好配合，就极易有绞车损坏或断绳伤人事故发生。晋能控股煤业集团某矿为了解决上面几项安全隐患，设计出了关于液压支架的装置，该装置可以自动就位、安装调向，该装置可以解决上述安全隐患。

1 简述现场状况

在晋能控股煤业集团某矿的1308工作面中，其长度大概是210m，需安装到现场的支架一共是130架，与这130架配套的支架型号是ZF6000(128-130架)、ZF G7200(8-10 架)或者ZF5400(128-130 架)、ZFG7200(8-10 架)。支架ZF G7200、ZF6000、ZF5400的重量、尺寸分别是26t、19.5t、17.99t 与6850mm×1430mm×1850mm、6510mm×1430mm×1700mm、5530mm×1420mm×1700mm。一般安装切眼与撤架通道的（宽×高）分别是7800mm×3200mm、4200mm×2700mm。按照矿方关于生产衔接的需求，要将撤架的1307 工作面安装到1308 工作面，需要使用该装置来安装，使工作效率得到提升。

2 装置的基本结构与动作原理

液压系统、转盘调向装置、起吊就位装置构成了该装置。而且液压控制阀组、液压泵站构成了液压系统，液压系统为该装置提供了动力。

（1）起吊就位装置的动作原理。从图1 中可以看出，起吊架、液压顶、固定架、液压葫芦构成了起吊就位装置。在安装过程中，一般会在双轨吊梁的两侧分别布置一组固定架，且所布置的固定架是对称的，使用锚索来固定至顶板吊挂，且锚索规格是D18.9mm×3000mm。在双轨吊梁中有穿插的滚轮组，且滚轮组安装在起吊架中，起吊架会被安装于固定架中的液压葫芦所拉动，进而发生移动，移动方向与双轨吊梁的方向相同。从图2可以看出，有液压顶安装于起吊架，数量是4个，在将支架运输到起吊架底部的垂直方向之后，对所有液压顶进行操作，让液压顶将支架勾住并从地面抬离，由于固定架液压葫芦所产生的牵引力，会把支架直接移动到规定位置。

图1 起吊就位装置实景

图2 起吊就位装置示意

（2）转盘调向装置的工作原理。从图3 可以看出，推移顶、底座、转盘构成了转盘调向装置。在底座的中心处安装着转盘，且转盘比底座略高。推移顶的设置与转盘的支承可以由底座来实现，在转盘底部的垂直方向有推移顶，且推移顶的数量是2个，垂直布置，两端分别和底座、转盘底部相连。在工作过程中，推移顶的伸缩是交互的，使转盘在90°的区域中反复转动，支架在转盘的带动下旋转，进而调向得以实现。因为支架所在的转盘比转盘略高，所以底座和转盘、支架不会有摩擦产生，使底座不动的状况下支架可以自由旋转。

图3 转盘调向装置示意(单位：mm)

3 安装调向、自动就位的详细程序

对液压的安装而言，该装置就是辅助设备，运输设备会将液压支架运输到运输巷尾部的切眼位置之后，在由该装置将就位工作完成。复位、落架、前移、起吊、旋转是其安装调向、自动就位程序的基本步骤，以下就是详细步骤：

（1）液压支架会被运输设备放置到转盘中，且转盘属于转盘调向装置，运输设备包括单轨吊车或支架搬运车，那么这时转盘将支架全部支撑起来，没有接触到底座。

（2）将操纵阀组与液压泵站开启，对推移顶进行控制，使转盘被推动而有旋转产生，且旋转的角度比较合适，使切眼与支架相互垂直。

（3）起吊架被液压葫芦的挂钩牢牢钩起来，且液压葫芦有2个，安装在固定架，支架会通过起吊架上的液压顶从转盘上离开，于此同时，会把转盘直接旋转到开始的位置。

（4）对液压葫芦进行操作，让其将起吊架进行拖动，并顺着双轨吊梁移向工作面的剩余一侧，把液压支架直接拖移至要安装的地方之后，将支架放下，这样就位就完成了。若有必要，支架所在位置可以通过伸缩推移设备来稍微调整一下。

（5）把起吊架再次拉至开始位置，完整的循环就实现了，那么下组支架就位程序就开始了。

4 使用效果

按照矿方的有关需求，将矿用液压支架的撤出机械手和安装平台给研究出来了，该矿的1308与1307工作面从2020年4月实施了回撤与安装试验。之前矿方每班平均3架撤架，1d可以有8架撤架。1307工作面大概进行的撤架是40架，1个班的平均撤架大概在5架左右，1d 的撤架大概是1415 架，且1308 工作面大概安装的支架为40 个左右，平均1d 可以安装的支架数量是1214架，这样就可以提高工作效率与安全系数，是非常值得推广的。

5 结束语

该装置是与工作面真实状况相结合来进行制作与设计的，而且是经过多次改良形成的。在使用到晋能控股煤业集团某矿之后，可以便捷安全的安装，有非常明显的效果。以下几项就是该装置所具有的特点：

（1）该装置正常旋转可以由回转与推拉推移顶来实现，尽管结构不复杂，可是效果不错。

（2）液压顶起吊支架被操纵阀组所控制的动力由液压泵站所供给，这样增加了可靠性与稳定性。

（3）将JS-100液压马达与齿轮加到手动葫芦，液压葫芦就制成了，用循环链条取代起重链条，将液压支架拉动，使其顺着切眼方向移动，降低故障率，使移动的可靠性增加。

（4）D18.9mm×3000mm锚索的使用，靠近顶板将起吊架与双轨吊梁吊挂起来，将支架起吊所使用的高度空间降低，并将多出来的空间用于移动支架。

（5）在实施挂钩与阀组的作业时，需要的只是人工，没有太多工作量，降低的劳动强度，提高了工作效率。最主要的是操作距离增加，使作业人员更加安全。

使用液压支架安装调向、就位装置，可以将固有搬迁工艺中的不足给彻底根除，提高了效率与安全性。于此同时，相比于固有工艺，在此行业中可以广泛使用，是值得借鉴的。