李 琳，龐晴晴，劉祥兵，張中義

（1.兗礦東華重工煤機(jī)裝備制造分公司，山東 鄒城 273500；2.兗煤礦業(yè)工程有限公司（綜機(jī)安撤中心），山東 鄒城 273516；3.山東索力得焊材股份有限公司，山東 肥城 271612）

0 引 言

隨著煤礦開采技術(shù)水平的提高，采煤設(shè)備向著重型化、智能化方向不斷發(fā)展，生產(chǎn)效率不斷提高。液壓支架作為綜采工作面生產(chǎn)主要設(shè)備，其數(shù)量多、重量大，每架重量大約十幾到二十噸，大采高支架一般重達(dá)40 t 以上，撤除、安裝支架所需時(shí)間長(zhǎng)，工作強(qiáng)度大，耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力；因此，回采工作面液壓支架的快速安裝和撤除，越來越成為保證礦井生產(chǎn)接續(xù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

目前國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)的液壓支架解體或組裝方式是使用“變形金剛”式拆裝設(shè)備，但因其造價(jià)較高、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)和空間條件要求較高，操作復(fù)雜，未能大范圍推廣使用。本部礦井當(dāng)前普遍采用的是頂板固定懸掛手拉葫蘆（或風(fēng)動(dòng)葫蘆）或使用簡(jiǎn)易液壓四柱式框架裝置進(jìn)行施工，系單工位、單線程作業(yè)，即液壓支架拆解時(shí)需完全解體并將主體運(yùn)走后再依次運(yùn)入平板車裝運(yùn)頂梁和尾梁（掩護(hù)梁），在主體（尾梁、掩護(hù)梁）單車外運(yùn)至平板車這一時(shí)間段內(nèi)無法作業(yè)，反之組裝時(shí)也是如此，這就造成了工序的不連貫，工時(shí)的極大浪費(fèi)。另外，手拉葫蘆（風(fēng)動(dòng)葫蘆）需單體操作，步驟很難協(xié)調(diào)一致，容易動(dòng)作不均衡造成脫鉤、墜落，安全存在極大隱患；因此，研制一種液壓支架頂梁掩護(hù)梁拆裝集成平臺(tái)，對(duì)提高煤礦井下綜采工作面的作業(yè)效率和安全性有重大意義。

1 總體結(jié)構(gòu)

集成平臺(tái)主要由一個(gè)折疊底座、4 個(gè)舉升裝置和2 個(gè)起吊架組成，收攏后長(zhǎng)度不大于3 000 mm，寬度不大于1 500 mm，方便裝載到平板車上，總體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。折疊底盤可以通過液壓控制完成打開或收攏；折疊底盤可以嵌入平板車軌道，使平板車通行或鎖止定位；底盤設(shè)計(jì)有舉升裝置的滑動(dòng)軌道，使舉升裝置迅速展開或收攏以調(diào)整工作間距。舉升裝置是該平臺(tái)的主要工作機(jī)構(gòu)，承擔(dān)了頂梁、掩護(hù)梁的舉升工作，并提供操作人員的腳踏板和銷軸托盤。吊架由吊鉤和吊鉤掛架組成，吊鉤掛架與舉升裝置連接，根據(jù)不同的液壓支架設(shè)計(jì)不同的吊鉤，裝配到吊鉤掛架上進(jìn)行工作。

工作原理：該系統(tǒng)采用液壓泵站作為源動(dòng)力，安裝在井下順槽內(nèi)。運(yùn)輸液壓支架的平板車行走至平臺(tái)處，操作舉升裝置，帶動(dòng)連接在支架起吊孔處的掛鉤，將支架頂梁或掩護(hù)梁提升，從而完成支架的安裝或拆除工作。

表1 主要技術(shù)特征

2 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 折疊式底座的設(shè)計(jì)

底座為平臺(tái)的基礎(chǔ)，升降立柱需安裝在底座上，依靠滑動(dòng)油缸實(shí)現(xiàn)工作寬度的調(diào)整。如下圖所示，底座主要由中間座、兩側(cè)折疊座、滑動(dòng)油缸、折疊油缸、連桿機(jī)構(gòu)、鎖緊裝置等組成。中間座與兩側(cè)折疊座通過鉸接連接在一體，井下運(yùn)輸時(shí)，側(cè)座可向上折疊90°，使整體寬度縮減至1 500 mm，可方便地放置在平板車上運(yùn)輸；兩側(cè)座的折疊通過折疊油缸帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，折疊后，側(cè)座上設(shè)置有鎖緊鍵板，實(shí)現(xiàn)側(cè)座與中間座的機(jī)械鎖止，如圖2 所示。

圖2 底座折疊狀態(tài)

平臺(tái)工作時(shí)，兩側(cè)座通過折疊油缸展平后，側(cè)座和中間座兩端的滑道連接成為一個(gè)整體的滑道，升降立柱依靠滑動(dòng)油缸，在滑道內(nèi)滑動(dòng)。底座的展平狀態(tài)同樣依靠鎖緊鍵板實(shí)現(xiàn)機(jī)械鎖止，如圖3 所示。底座上還設(shè)置有礦用軌道的固定座，固定座能夠適應(yīng)不同軌距的軌道使用。

圖3 底座展平狀態(tài)

2.2 舉升裝置的設(shè)計(jì)

舉升裝置為平臺(tái)的主要部件，由缸體、升降桿、升降油缸、動(dòng)滑輪、站立平臺(tái)、護(hù)罩等組成，結(jié)構(gòu)如圖4、圖5 所示。缸體可在平臺(tái)底座寬度方向滑動(dòng)，立柱體底部設(shè)有銷孔，當(dāng)立柱滑動(dòng)到合適寬度后，可使用銷軸將立柱與底座固定，立柱體兩側(cè)設(shè)有站立平臺(tái)連接座，分別在兩側(cè)連接有站立平臺(tái)，方便人員站立在較高位置操作。升降桿在立柱體內(nèi)，依靠升降油缸伸縮實(shí)現(xiàn)升降動(dòng)作，升降油缸行程為1 200 mm，升降桿頂端設(shè)計(jì)有一個(gè)滑輪機(jī)構(gòu)。起吊鏈一端固定于立柱體的外側(cè)，繞過滑輪后，另一端連接在起吊梁上，這樣，在升降桿起升時(shí)，滑輪即起到動(dòng)滑輪的作用，起吊梁的起升距離即為升降桿升降高度的2 倍。

圖4 舉升裝置外形圖

圖5 舉升裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

2.3 升降桿的設(shè)計(jì)

升降桿直接連接液壓支架，其結(jié)構(gòu)包括橫梁、防脫掛鉤、銷軸存放及拆除裝置、升降鏈、鉸接環(huán)等，如圖6 所示。升降桿通過鉸接環(huán)與升降鏈環(huán)相連，支架拆除工作時(shí)，掛鉤掛在液壓支架上，升降鏈環(huán)帶動(dòng)升降桿提升，當(dāng)連接銷不受力時(shí)，使用銷軸拆除器將銷軸拆除并存放于存放裝置內(nèi)。依次將銷軸全部拆除后，起吊支架部件與支架脫離，移動(dòng)平板車，將支架放下。

圖6 升降桿結(jié)構(gòu)

3 創(chuàng)新點(diǎn)

1）底座可折疊，能夠滿足井下平板車運(yùn)輸要求，同時(shí)設(shè)計(jì)有4 個(gè)板式銷，在展平及折疊狀態(tài)均能起到固定姿態(tài)的作用。

2）左右兩側(cè)的滑動(dòng)座分別用2 個(gè)液壓缸控制，同為左側(cè)或右側(cè)的2 個(gè)滑動(dòng)液壓缸聯(lián)動(dòng)，并保證同步性。當(dāng)操作滑動(dòng)缸將舉升裝置推移到合適位置后，可利用銷軸插入兩者中間的銷孔，實(shí)現(xiàn)定位。

3）將動(dòng)滑輪應(yīng)用在升降立柱上，實(shí)現(xiàn)了掛鉤升降距離2 倍于升降立柱的效果，并且動(dòng)滑輪機(jī)構(gòu)可以折疊到舉升裝置一側(cè)，有效降低高度，在運(yùn)輸過程中，解決了平臺(tái)高度空間不足的難題。

4）防脫掛鉤的設(shè)計(jì)制作技術(shù)。吊掛支架頂梁或掩護(hù)梁的掛鉤，在張緊及松弛狀態(tài)均能夠保證不與支架脫離，這樣在較高空間位置使人員免于脫鉤帶來的各種危險(xiǎn)，保證施工安全。

4 地面試驗(yàn)效果

液壓支架拆裝平臺(tái)設(shè)備已在公司液壓支架生產(chǎn)車間完成地面現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)選用的液壓支架型號(hào)為ZF12000/18.5/35，試驗(yàn)結(jié)果表明：設(shè)備中底座折疊和升降臂對(duì)中回收功能，可將設(shè)備外形尺寸縮小1 倍，滿足井下平板車運(yùn)輸要求；動(dòng)滑輪原理的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了防脫掛鉤升降距離2 倍于升降立柱行程的效果，既滿足了支架起吊高度的要求，又滿足了巷道及硐室空間運(yùn)輸高度的要求；相較使用過的變形金剛等設(shè)備，該設(shè)備體積較小，便于鋪設(shè)和使用，安全性更高。

5 結(jié)束語

液壓支架拆裝平臺(tái)是一種集液壓支架的拆卸與組裝功能的集成性平臺(tái)，屬于綜采工作面安撤類設(shè)備，該平臺(tái)的使用可以大幅提高井下液壓支架裝配和拆解的工作效率，減少安撤中心人員占用，節(jié)省人力，縮短施工工時(shí)，降低成本，安全可靠，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益以及較大的推廣使用價(jià)值。