王 雅

(晉能控股裝備制造集團(tuán) 潞安煤炭技術(shù)裝備公司，山西 長(zhǎng)治 046204)

充填端頭支架是高河充填工作面機(jī)頭機(jī)尾巷道內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備，底座是其承載及移架的主要部件，是影響充填工作面效率和安全保障的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，與工作面生產(chǎn)密切相關(guān)。

1 特殊底座機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性、主要特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)

常規(guī)液壓支架布置在工作面中，底座為半開(kāi)檔箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)外主筋上有鉸接孔，與前連桿、后連桿等部件以銷(xiāo)軸及其他相關(guān)連接件鉸接，兩道內(nèi)主筋中間前部為開(kāi)檔式，后部上面為封體箱型結(jié)構(gòu)，下部為開(kāi)檔式，安裝推移千斤頂及推移桿。推移千斤頂缸底安裝在底座過(guò)橋后部?jī)蓚€(gè)內(nèi)主筋中間位置，活塞桿安裝在推移桿后部中間，推移桿前端通過(guò)連接頭與刮板輸送機(jī)連接，是支架的主要受力及推溜部件。充填端頭支架布置在工作面兩端運(yùn)輸巷及回風(fēng)巷中，前部與刮板輸送機(jī)沒(méi)有連接點(diǎn)，不能實(shí)現(xiàn)推溜拉架動(dòng)作，而隨著采煤機(jī)割煤，端頭支架與中間架一樣要移架，因此需要其能夠邁步自移，特殊底座機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)解決了這一問(wèn)題。機(jī)構(gòu)分為前后兩部分，前部為支架主要承載部分，后部為支架前移裝置。兩部分中間以底座連接梁和兩根推移千斤頂連接，通過(guò)推移千斤頂伸縮可實(shí)現(xiàn)自主移架。支架前移時(shí)，后立柱伸出，柱帽頂緊頂板，伸出推移千斤頂，推動(dòng)前架，到位后，升起前架，使前架頂梁頂緊頂板，操作后立柱閥片使其下降，脫離頂板，收縮推移千斤頂，拉動(dòng)后架，實(shí)現(xiàn)自主移架。后架拉到位后，升起立柱，使柱帽頂緊頂板，以防傾倒。這樣通過(guò)分別操作前后兩部分，在不能與前部刮板輸送機(jī)連接的情況下共同完成支架邁步前移，簡(jiǎn)單快捷，操作方便，支架移到位后與工作面中部支架隔離部分組成完全封閉隔離區(qū)域，完成采煤—充填循環(huán)動(dòng)作。

2 特殊底座機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)及作用

特殊底座主要由以下幾部分組成：前底座、后底座、底座連接梁、推移千斤頂、側(cè)伸千斤頂、側(cè)伸千斤頂柱帽、擺動(dòng)千斤頂，見(jiàn)圖1。

本文主要介紹前底座、后底座、底座連接梁、推移千斤頂四個(gè)部分。

2.1 前底座

前底座與常規(guī)支架不同，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特殊，總長(zhǎng)度為4 650 mm，寬度為1 630 mm，高度為1 065 mm，所用材料以Q550高強(qiáng)度板材為主，焊接時(shí)選用直徑D1.2 mmGHS-70實(shí)芯高強(qiáng)度焊絲，保證結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度。底座總體設(shè)置為內(nèi)外兩部分，內(nèi)側(cè)由四道內(nèi)外主筋焊接成半封閉箱體，兩道內(nèi)主筋中間前部為箱型結(jié)構(gòu)，不安裝部件；中間部設(shè)有前后連桿連接耳板，后部為軌道式插裝結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)1 210 mm、寬330 mm、高180 mm，安裝底座連接梁，使前后架移動(dòng)時(shí)有一定的方向性，防止支架跑偏，長(zhǎng)度1 210 mm大于采煤步距800 mm，保證移架后底座連接梁與前底座不脫離，并有足夠重合量，使移架動(dòng)作能順利進(jìn)行。兩側(cè)內(nèi)外主筋中間為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，前部為密封箱型結(jié)構(gòu)，之后設(shè)有前組側(cè)伸千斤頂連接耳、前柱窩、后組側(cè)伸千斤頂連接耳、后柱窩，后柱窩后面為封閉箱體，這種結(jié)構(gòu)既保證了底座與其他部件的連接，也保證了部件的強(qiáng)度。內(nèi)外主筋后部設(shè)有推移千斤頂連接耳，兩側(cè)各有一組，通過(guò)推移千斤頂與后底座連接，前后均使用GB/T882-2000D60普通帶圓肩銷(xiāo)軸連接，GB91-86開(kāi)口銷(xiāo)固定。左右外主筋外側(cè)各設(shè)三組下隔離千斤頂連接耳、兩組擺動(dòng)千斤頂連接耳，分別用GB/T882-2000φ30、D22普通帶圓肩銷(xiāo)軸連接，GB91-86開(kāi)口銷(xiāo)固定，保證千斤頂能正常動(dòng)作。前底座結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

2.2 后底座

后底座主要為自主移架而設(shè)，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，整體為箱形半封閉結(jié)構(gòu)，所用材料以Q550高強(qiáng)度板材為主，焊接時(shí)選用直徑D1.2 mmGHS-70實(shí)芯高強(qiáng)度焊絲，保證結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度。四道主筋為主要組成部分，兩道內(nèi)主筋中間為全封閉結(jié)構(gòu)，主要為保證部件強(qiáng)度；兩側(cè)內(nèi)外主筋中間為左右對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，各焊接有一個(gè)柱窩，安裝立柱用，此處立柱安裝方式與常規(guī)架不同，常規(guī)支架結(jié)構(gòu)件在安裝立柱的柱窩上方位置前后要留足夠的空間，滿(mǎn)足支架從最低到最高高度立柱不同傾斜角度時(shí)不和任何零部件發(fā)生干涉。此處后底座立柱為直上直下運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有任何角度變化，因此柱窩上方焊接有固定板，固定板前面開(kāi)口寬330 mm，方便立柱擺放，后面為R165圓弧，留少量安裝間隙，安裝外徑為D320 mm的立柱，立柱擺放到正確位置后，缸筒外面用限位板卡住，限位板和固定板上均鉆孔D32 mm，用D30 mm銷(xiāo)軸及開(kāi)口銷(xiāo)連接固定。后底座總高度為1 540 mm，限位板安裝完成后卡在立柱缸筒上，保證不會(huì)高出缸筒損壞活柱鍍層部分。兩側(cè)外主筋外側(cè)為一定寬度的封閉箱體，足夠的寬度可防止支架傾倒。前部設(shè)有三組耳板，通過(guò)兩根推移千斤頂及一件底座連接梁與前底座連接，千斤頂連接為常規(guī)方式；底座連接梁與后底座連接耳板連接孔為長(zhǎng)孔，上下檔距為180 mm，前后中心距為50 mm，具有一定的伸縮量，上下間隙也擴(kuò)大為50 mm，以適應(yīng)底板不平現(xiàn)象，避免連接梁伸縮時(shí)憋卡，受到損壞。結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

2.3 底座連接梁

底座連接梁為連接前后底座主要部件，整體結(jié)構(gòu)為密封箱型結(jié)構(gòu)，所有材料均采用Q550，焊接時(shí)選用焊絲與底座相同。總長(zhǎng)2 600 mm，寬320 mm，高170 mm，前部插進(jìn)底座內(nèi)主筋中間軌道，寬度和高度方向各為10 mm間隙，起到一定的導(dǎo)向作用；后部箱體高度為130 mm，安裝在后底座檔距180 mm耳板處，并且連接處為中心距30 mm的長(zhǎng)孔，保證前后上下都有足夠的移動(dòng)量，在采煤一個(gè)步距后順利移架。見(jiàn)圖4。

圖4 底座連接梁(mm)

2.4 推移千斤頂

推移千斤頂設(shè)計(jì)為缸徑D160 mm，桿徑D105 mm，行程800 mm，滿(mǎn)足一個(gè)采煤步距。在額定供液壓力31.5 MPa時(shí)，額定推力633 MPa，額定拉力361 MPa，支架前部分總重為42 t，推力與支架重量比為633/9.8/42≈1.54，可順利實(shí)現(xiàn)推移前架；支架后部分重量為6 t，拉力與重量比為361/9.8/6≈6.14，可順利實(shí)現(xiàn)拉后架；下腔進(jìn)液口為DN19，上腔進(jìn)液口為DN13，流量大，移架速度快。

3 結(jié) 語(yǔ)

端頭支架特殊底座機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足了工作面巷道需要，適應(yīng)不同寬度變化及底板不平的巷道，是一種高效安全的巷道承載及移架形式，實(shí)現(xiàn)了綜采工作面端頭作業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化。