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        ZF13000/25/38放頂煤液壓支架技術(shù)改造的實(shí)踐應(yīng)用

        2019-04-09 11:26:46陳曉玲
        山東煤炭科技 2019年3期
        關(guān)鍵詞:支架變形

        陳曉玲

        (山西省大同市同煤集團(tuán)中央機(jī)廠,山西 大同 037001)

        同煤集團(tuán)云崗礦8805綜采工作面采用ZF13000/25/38液壓大型綜放支架,在實(shí)踐使用過程中出現(xiàn)較多的問題,嚴(yán)重影響開采的安全。必須對綜采工作面地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)的分析,對ZF13000/25/38型支架進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改造和維修,使支架功能得到全部恢復(fù),確保其技術(shù)性能達(dá)到設(shè)計的目的。同時能進(jìn)一步優(yōu)化支架結(jié)構(gòu),使得系統(tǒng)更加合理。從而能保障該套支架能在云崗礦下一個工作面安全使用。

        1 ZF13000/25/38液壓大型綜放支架

        ZF13000/25/38型四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架為大同煤礦集團(tuán)機(jī)電裝備公司中央機(jī)廠自行設(shè)計并生產(chǎn)。該支架工作阻力大,對頂煤的支撐及破碎能力強(qiáng),堅硬煤層頂煤回收率高;前連桿采用雙連桿結(jié)構(gòu),提高了支架的抗扭能力;放煤機(jī)構(gòu)尾梁上下回轉(zhuǎn)角度大,放煤效果好;底座中部設(shè)計了抬底機(jī)構(gòu);支架前后均配置噴霧降塵系統(tǒng),適用于傾角小于15°緩傾斜煤層綜采工作面。該支架的具體參數(shù)見表1所示。

        表1 ZF13000/25/38型支架參數(shù)

        2 液壓支架在8805工作面出現(xiàn)的問題分析

        ZF13000/25/38型液壓支架在8805工作面使用中部分功能不能完全滿足實(shí)際情況需求,通過全面的記錄和分析,主要問題表現(xiàn)在以下方面:(1)支架的大部分護(hù)幫板變形,短桿與護(hù)幫板連接的耳座處出現(xiàn)斷裂,長、短桿發(fā)生了嚴(yán)重的扭曲,同時銷軸也發(fā)生了變形現(xiàn)象。(2)支架頂梁與平衡千斤頂連接的耳座處問題也較多,有少量的拉扯現(xiàn)象,同時也有裂紋和變形的現(xiàn)象出現(xiàn),多處連接處銷軸變形。(3)掩護(hù)梁與連桿連接處耳座也有少量的拉傷和變形現(xiàn)象的出現(xiàn),底座與連接桿處的連銷軸有變形現(xiàn)象。(4)拉后溜千斤頂損壞情況非常嚴(yán)重。(5)拉后溜雙耳鏈環(huán)片銷軸過長,使用當(dāng)中因發(fā)生干涉而導(dǎo)致了銷軸損壞。(6)支架工作阻力不夠。

        3 支架技術(shù)改造方案的設(shè)計

        3.1 長短桿及護(hù)幫板改造

        考慮到該支架大部分護(hù)幫板變形現(xiàn)象的出現(xiàn),分析可能是由于支架的護(hù)幫板較短,支護(hù)范圍比較小,無法滿足8805工作面開采時的需要。因此,對原護(hù)幫板進(jìn)行相應(yīng)的加長設(shè)計,具體改造設(shè)計圖見圖1所示。

        圖1 支架護(hù)幫板加長改造示意圖

        如圖1所示,在原護(hù)幫板的基礎(chǔ)上加長2、3、4等部分,采用Q460號鋼板在外側(cè)進(jìn)行焊接處理而成。同時在原護(hù)幫板的基礎(chǔ)上多加兩條筋板,增加護(hù)幫板的強(qiáng)度。改造后的護(hù)幫板支護(hù)范圍能增加420mm,實(shí)踐應(yīng)用效果非常好。

        3.2 頂梁的技術(shù)改造

        針對支架頂梁與平衡千斤頂連接處的裂紋和變形問題,考慮采用在外側(cè)進(jìn)行補(bǔ)焊處理的技術(shù)措施。分析相應(yīng)的焊接工藝及相應(yīng)的加熱情況,同時從改造的經(jīng)濟(jì)上考慮,決定選擇360耐磨鋼板作為補(bǔ)焊材料,補(bǔ)焊長度設(shè)計為25mm,充分增加其承拉強(qiáng)度,保障使用安全。

        3.3 尾梁千斤頂改造

        該支架尾梁千斤頂有部分接頭座位置處于后部刮板機(jī)正上方,在生產(chǎn)現(xiàn)場,常常發(fā)生與矸石碰撞事故,從而產(chǎn)生相應(yīng)的損壞,導(dǎo)致支架無法進(jìn)行相應(yīng)的作業(yè)。必須對尾梁千斤頂進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計改造,通過現(xiàn)場觀察,將尾梁千斤頂上腔接頭座的方向進(jìn)行90°的轉(zhuǎn)動,在進(jìn)行接頭焊接時注意采用小電流進(jìn)行焊接,保障缸體不會因為電流因素發(fā)生變形。改造后的下腔接頭座位置就處于支架的側(cè)面,不會因矸石運(yùn)輸而發(fā)生碰撞事故,能有效地保障其安全。

        3.4 銷軸孔及銷軸的技術(shù)改造

        改造優(yōu)化左、右前連桿與底座、掩護(hù)梁之間連接的銷軸孔的直徑為Φ145,調(diào)整銷軸為Φ144;改造優(yōu)化后連桿與底座、掩護(hù)梁連接的銷軸孔的直徑為Φ155,調(diào)整銷軸Φ154。改造后的支架承壓強(qiáng)度和承拉強(qiáng)度都有了大幅度的增加,達(dá)到了優(yōu)化改造的目的。

        3.5 對地調(diào)千斤頂?shù)募夹g(shù)改造

        為了能夠達(dá)到避免后拉溜千斤頂活塞桿與地調(diào)千斤頂發(fā)生碰撞事故,必須對全部的地調(diào)千斤頂?shù)拈L度進(jìn)行優(yōu)化改造,通過多次的試驗將其長度縮減為550mm比較合適,能有效地控制兩者之間的距離,不會發(fā)生相互之間的碰撞。

        3.6 對拉后溜雙耳連環(huán)片銷軸的技術(shù)改造

        該支架拉后溜雙耳連環(huán)片銷軸在雙耳連環(huán)片的外部兩側(cè)進(jìn)行開口,銷軸的損壞現(xiàn)象比較明顯。優(yōu)化改造后的銷軸位于雙耳連環(huán)片內(nèi)部兩側(cè),能夠避免銷軸與底座兩者之間的大幅度摩擦現(xiàn)象引起的銷軸損壞,同時還能避免軸向竄動現(xiàn)象的發(fā)生。

        3.7 立柱安全閥安裝方式改造

        該支架采用的是立柱1000L流量安全閥,在8805工作面安裝時安全閥底端向上。在生產(chǎn)過程中,支架運(yùn)行發(fā)生過安全閥突然脫離閥座的情況,盡管該次事故沒有造成人員傷亡,但是從安裝方式來看,還是具有非常大的安全隱患,必須進(jìn)行相應(yīng)的安裝改造。為消除安裝隱患,重新對連接安全閥的接頭座的安裝進(jìn)行了設(shè)計,改造前后見示意圖2所示。該安裝方式有效地保障了安全閥不會脫離閥座,消除了安全隱患。

        提高立柱安全閥的卸載壓強(qiáng)2MPa,實(shí)驗檢測該措施能保證立柱不漲缸,同時可以增加該支架的工作阻力,保障該支架不被壓死。

        圖2 立柱安全閥安裝方式結(jié)構(gòu)示意圖

        4 支架改造取得的經(jīng)濟(jì)效益

        云崗礦8805工作面采用的ZF13000/25/38型四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架共需要進(jìn)行維修108架,在維修和改造過程中每架支架共需要改造及維修費(fèi)13.3萬元,總費(fèi)用108×13.3=1436.4萬元。如果對該套支架進(jìn)行報廢,全面購買新支架需要費(fèi)用為108×31=3348萬元。因此本次對于ZF13000/25/38型液壓支架的技術(shù)改造項目能為云崗礦節(jié)約資金1911.6萬元。為該礦創(chuàng)造了非常好的經(jīng)濟(jì)效益。改造后的支架已在8806工作面進(jìn)行了使用,綜合整體情況來看,該套支架還能繼續(xù)使用3個工作面。

        5 結(jié)語

        論文基于8805工作面ZF13000/25/38型液壓支架使用過程中出現(xiàn)的問題,對該支架進(jìn)行了有針對性的技術(shù)改造研究。改造后的支架強(qiáng)度有了明顯提高,恢復(fù)并優(yōu)化了相應(yīng)的技術(shù)性能參數(shù),有效地提高了支架的工作效率,對煤礦的安全順利開采起到了保障作用。

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