第一作者簡介：馮磊（1977-），男，碩士，工程師。研究方向為礦山設(shè)備安裝撤除。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.16.043

摘" 要：該文旨在深入研究礦用液壓臂架式起吊裝置在煤礦工作面的應(yīng)用，并重點關(guān)注其在安撤工作中的優(yōu)化和改進方案，以提高工作效率、降低風(fēng)險，以及探討其未來的應(yīng)用前景。詳細介紹礦用液壓臂架式起吊裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點和現(xiàn)狀，以及煤礦工作面的安撤現(xiàn)狀。隨后，探討礦用液壓臂架式起吊裝置在煤礦工作面安撤中的應(yīng)用方案，并提供具體的案例和實施步驟。最后，分析礦用液壓臂架式起吊裝置在工作面安撤中的優(yōu)勢，包括其穩(wěn)定性、承重能力、多功能性和適應(yīng)惡劣環(huán)境的特點，以及其未來的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：礦用液壓臂架式起吊裝置；煤炭工作面；安撤；機械工業(yè)；建筑科學(xué)與工程

中圖分類號：TH21" " " "文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）16-0179-04

Abstract： The purpose of this paper is to deeply study the application of mine hydraulic boom hoisting device in coal mine working face， and focus on its optimization and improvement scheme in the evacuation work， in order to improve work efficiency， reduce risk， and explore its future application prospects. In this paper， we will introduce in detail the structure， working principle， characteristics and current situation of the mine hydraulic boom lifting device， as well as the present situation of the installation and withdrawal of the coal mine working face. Subsequently， we will discuss the application scheme of mine hydraulic boom hoisting device in the installation and removal of coal mine working face， and provide specific cases and implementation steps. Finally， we will analyze the advantages of the mine hydraulic boom lifting device in the installation and removal of the working face， including its stability， load-bearing capacity， versatility and adaptability to the harsh environment， as well as its future application prospects.

Keywords： mine hydraulic boom hoisting device; coal face; evacuation; machinery industry; architectural science and engineering

隨著煤炭工業(yè)的快速發(fā)展，煤礦工作面的安撤工作越來越受到關(guān)注。工作面的安撤不僅關(guān)系到煤炭開采的效率，也直接關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)。礦用液壓臂架式起吊裝置作為一種先進的吊裝設(shè)備，在煤礦工作面安撤中，以其獨特的優(yōu)勢發(fā)揮著不可替代的作用。本文旨在探討礦用液壓臂架式起吊裝置在煤礦工作面安撤中的應(yīng)用，以期提高施工效率、降低事故風(fēng)險，為煤礦安全生產(chǎn)提供有力支持。

本文將從礦用液壓臂架式起吊裝置的結(jié)構(gòu)特點、工作原理、應(yīng)用范圍等方面進行分析，并結(jié)合實際案例探討礦用液壓臂架式起吊裝置在煤礦工作面安撤中的具體應(yīng)用。通過本文的研究，希望能夠為煤礦安全生產(chǎn)提供一些有益的參考，煤礦行業(yè)的決策者、研究人員和從業(yè)人員提供有價值的信息，以幫助他們更好地理解礦用液壓臂架式起吊裝置的潛力，并為其應(yīng)用提供新的思路，只有通過不斷創(chuàng)新和改進，我們才能更好地應(yīng)對挑戰(zhàn)，確保煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1" 煤礦工作面安撤現(xiàn)狀

在煤礦生產(chǎn)中，采煤工作面的安撤環(huán)節(jié)占據(jù)了舉足輕重的地位。然而，時至今日，安撤環(huán)節(jié)仍面臨著一些頗具挑戰(zhàn)性的問題。

①采煤工作面安撤周期過長，嚴重制約礦井生產(chǎn)接續(xù)。由于煤礦工作的復(fù)雜性和特殊性，設(shè)備的安裝和拆除需要經(jīng)過一系列繁瑣的過程，這往往需要大量的時間。在科技和設(shè)備更新日益加速的今天，這種低效的作業(yè)方式無疑成為了煤礦生產(chǎn)的瓶頸。②安撤過程中的安全隱患讓人憂心忡忡。煤礦綜采工作面本就是高風(fēng)險區(qū)域，而設(shè)備安裝拆除過程中涉及到的起吊、拖移、運輸?shù)榷喾N工序，如果不能嚴格按照規(guī)范進行，存在嚴重的安全隱患，如果不采取相對應(yīng)的管控措施，很容易引發(fā)事故。目前，由于操作人員安全意識不足，加上缺乏規(guī)范的操作指南和培訓(xùn)，這一環(huán)節(jié)存在較大的安全風(fēng)險。③過度依賴人力，缺乏裝備與先進的工器具，也是制約當(dāng)前安撤環(huán)節(jié)的一個重要問題。使用絞車運輸、手拉葫蘆起吊的傳統(tǒng)操作方式進行設(shè)備安裝和拆除，這種方式不僅耗時而且效率低下，施工人員的操作和站位不當(dāng)，可能引發(fā)人身事故，繼而給整個生產(chǎn)流程帶來一定的安全風(fēng)險。④設(shè)備損壞嚴重。在設(shè)備挪移過程中，由于方法不當(dāng)或保護不足，可能導(dǎo)致設(shè)備損壞。⑤缺乏專業(yè)人才。許多礦井缺乏具有專業(yè)安撤知識和技能的設(shè)備安裝與撤除人員，這使得在安撤作業(yè)中安全得不到保證，存在不確定性。

為了解決這些問題，礦井應(yīng)采取更先進的設(shè)備和技術(shù)，進行設(shè)備的安裝和撤除，提高操作的自動化程度，降低人力成本，提高效率。在此背景下，礦用液壓臂架式起吊裝置以其獨有的合理結(jié)構(gòu)、高效率、高適應(yīng)強度等特點應(yīng)運而生，可以滿足井下綜采工作面的實際需求，提高設(shè)備安裝和回撤的效率和安全性。

下面，就其具體結(jié)構(gòu)、工作原理、應(yīng)用方案等方面進行逐一闡述。

2" 礦用液壓臂架式起吊裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1" 礦用液壓臂架式起吊裝置的結(jié)構(gòu)

礦用液壓臂架式起吊裝置主要由回轉(zhuǎn)機構(gòu)、工作機構(gòu)、行走機構(gòu)、支腿、支頂裝置、操作臺和動力室?guī)撞糠纸M成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1" 礦用液壓臂架式起吊裝置結(jié)構(gòu)圖

①礦用液壓臂架式起吊裝置機身采用金屬結(jié)構(gòu)件骨架構(gòu)成，它由回轉(zhuǎn)機構(gòu)、工作機構(gòu)、行走機構(gòu)、支腿、支頂裝置、操作臺、動力室等組成。這些部件都以金屬材料（如鋼材、鋼板）為基礎(chǔ)，通過焊接、鉚接、螺栓連接等方式組裝在一起。它們不僅承受著裝置自身的重量，還承受著來自吊物的各種載荷。金屬結(jié)構(gòu)件的設(shè)計和制造需要確保其強度和穩(wěn)定性，以便在吊運重物時能夠保持穩(wěn)定，并能夠有效地傳遞載荷。②回轉(zhuǎn)機構(gòu)是連接工作裝置和底盤的重要部分，它是由旋轉(zhuǎn)臺、液壓千斤頂?shù)冉M成。通過液壓部件的動作，使臂架能夠繞著機體的垂直軸線進行回轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)在半環(huán)形空間內(nèi)運移物料的目的?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計需要考慮其強度和靈活性，以確保在運動過程中能夠保持穩(wěn)定并承受重物的重量。此外，回轉(zhuǎn)機構(gòu)還需要配備適當(dāng)?shù)臐櫥头缐m裝置，以保護其內(nèi)部機構(gòu)并延長其使用壽命。③工作機構(gòu)是礦用液壓臂架式起吊裝置中負責(zé)吊起重物的部分，它是由金屬機身構(gòu)架、可伸縮千斤頂、起重鏈和吊鉤組成。通過使用起重鏈和吊鉤對待吊運重物進行連接，通過操作可伸縮千斤頂?shù)膭幼鳎瑢⒅匚锲鸬?。通過配合行走機構(gòu)，實現(xiàn)重物的轉(zhuǎn)運。吊裝部件的設(shè)計需要考慮其強度、韌性和耐磨性，以確保在吊運過程中能夠承受重物的重量和沖擊。此外，吊裝部件還需要配備適當(dāng)?shù)姆缐嬄溲b置，以防止吊物意外墜落，保障作業(yè)人員的安全以及吊物不受損傷。④行走機構(gòu)采用履帶式行走方式，這種方式可以在不同地形和環(huán)境下穩(wěn)定行走，適應(yīng)性強。履帶是由主動輪驅(qū)動，圍繞著主動輪、負重輪、誘導(dǎo)輪和托帶輪的柔性鏈環(huán)。履帶由履帶板和履帶銷等組成，履帶銷將各履帶板連接起來構(gòu)成履帶鏈環(huán)。履帶板的兩端有孔，與主動輪嚙合，中部有誘導(dǎo)齒，用來規(guī)正履帶，并防止起吊裝置機身轉(zhuǎn)向或側(cè)傾行駛時履帶脫落，在與地面接觸的一面有加強防滑筋，以提高履帶板的堅固性和履帶與地面的附著力。履帶行走底座和支腿的設(shè)計需要考慮其穩(wěn)定性和承載能力，以確保在行走過程中能夠保持穩(wěn)定并承受重物的重量。此外，行走部件還需要配備適當(dāng)?shù)尿?qū)動和轉(zhuǎn)向裝置，以實現(xiàn)裝置的移動和轉(zhuǎn)向。⑤支腿是礦用液壓臂架式起吊裝置的支撐部分，主要有金屬機身和內(nèi)置的可伸縮千斤頂及配套液壓系統(tǒng)構(gòu)成，包括前左、前右、后左、后右4個支腿。在起吊重物前，需要通過操作支腿內(nèi)部的可伸縮千斤頂完成支腿的伸出動作，并可靠支撐在堅實的地面上，以確保裝置的穩(wěn)定性和承重能力。支腿的設(shè)計需要考慮其長度、角度和承載能力等因素，以確保在支撐重物時能夠保持穩(wěn)定并承受重物的重量。此外，支腿還需要配備適當(dāng)?shù)姆纼A倒裝置，以防止在吊運過程中發(fā)生傾倒。⑥支頂裝置是礦用液壓臂架式起吊裝置的另一個安全保障裝置，主要由金屬機身和內(nèi)置千斤頂及配套液壓系統(tǒng)構(gòu)成。在起吊重物前，必須通過操作可伸縮千斤頂將支頂千斤頂伸出，并保證支頂裝置垂直支撐在頂板上，防止起吊重物時機體發(fā)生傾倒。支頂裝置的設(shè)計需要考慮其強度和穩(wěn)定性，以確保在吊運過程中能夠保持穩(wěn)定并承受重物的重量。此外，支頂裝置還需要配備適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和鎖緊裝置，以實現(xiàn)對其高度的調(diào)節(jié)和固定。⑦操作臺主要由操作按鈕集成機構(gòu)、座椅等構(gòu)成，為操作人員提供安全、可靠的操作空間。操作人員通過身前的操作臺，對該起吊裝置進行操作，通過各類操作，完成起吊裝置的行走、轉(zhuǎn)向、起吊等多功能動作。⑧動力室主要由防爆金屬外殼及真空饋電開關(guān)、主電動機、先導(dǎo)控制回路組成，主要通過電力輸入帶動電動機完成該起吊裝置的行走與停車動作。

2.2" 礦用液壓臂架式起吊裝置的工作原理

礦用液壓臂架式起吊裝置是一種用于煤礦井下作業(yè)的重要設(shè)備，其液壓系統(tǒng)是實現(xiàn)起吊功能的核心部分。該液壓系統(tǒng)主要由主油泵、液壓操作系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、液壓缸和金屬結(jié)構(gòu)件等組成。主油泵由煤礦井下用隔爆型三相異步電動機驅(qū)動，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為機械能，為整個液壓系統(tǒng)提供動力。

①在起吊重物前，需要將支腿伸出并牢固接地，同時采用支頂裝置牢固接頂，以確保設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。礦用液壓臂架式起吊裝置的吊臂可上揚30°，水平旋轉(zhuǎn)160°，這使得設(shè)備能夠在其周圍范圍內(nèi)起吊和轉(zhuǎn)運各種物件。②在起吊過程中，基本臂與伸縮臂需要配合使用。通過操縱伸縮臂操縱閥，可以將伸縮臂伸出或縮回。在起吊物上方旋轉(zhuǎn)吊臂，然后落下吊臂，利用固定在基本臂上方的液壓缸的伸出，放下吊臂上的圓環(huán)鏈，將起吊物捆綁好。③接下來，升起吊臂，收縮圓環(huán)鏈，將起吊物吊起。然后旋轉(zhuǎn)吊臂至起吊物的指定位置，緩慢落下吊臂，伸出圓環(huán)鏈，調(diào)整起吊物方向和安裝位置進行安放。

這些步驟能夠?qū)崿F(xiàn)起吊物的準確、安全和高效轉(zhuǎn)運。

2.3" 礦用液壓臂架式起吊裝置的特點

相比傳統(tǒng)的起重設(shè)備及工藝，該起吊裝置主要有如下特點：①體積小，運輸方便。由于礦用液壓臂架式起吊裝置整機體積較小，一般情況符合礦井罐籠運輸，不必再對裝置進行拆解。②對環(huán)境作業(yè)要求低，自身具備的履帶裝置可以適應(yīng)底板復(fù)雜環(huán)境，遇到底板松軟的作業(yè)環(huán)境，依然可以行走自如，正常吊運設(shè)備。③杜絕了傳統(tǒng)工藝中的施工起吊錨桿和使用手拉葫蘆起吊，既節(jié)省了材料的支出，又保證了施工的安全。

3" 礦用液壓臂架式起吊裝置在煤礦工作面安撤中的應(yīng)用方案

礦用液壓臂架式起吊裝置常用于煤礦工作面刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、膠帶輸送機、順槽支架安撤中。

3.1" 設(shè)備安裝實施方案

①使用外圍運輸設(shè)備（諸如單軌吊、膠輪車、連續(xù)牽引車、電動齒軌車等）將設(shè)備解體部件運輸至安裝位置附近。②操作礦用液壓臂架式起吊裝置，將設(shè)備解體部件起吊并運至安裝位置進行組裝。③插接鉸接銷軸或?qū)勇菟?。④按照上述步驟，逐步安裝設(shè)備解體部件，直至安裝完畢。

3.2" 設(shè)備撤除實施方案

①使用礦用液壓臂架式起吊裝置對設(shè)備解體部件進行起吊預(yù)緊。②拆除鉸接銷軸或?qū)勇菟ā＂鄄僮鞯V用液壓臂架式起吊裝置，將設(shè)備解體部件起吊并運至裝車位置。④使用外圍運輸設(shè)備（諸如單軌吊、膠輪車、連續(xù)牽引車、電動齒軌車等）將設(shè)備解體部件運輸外運。

3.3" 注意事項

①使用礦用液壓臂架式起吊裝置進行起吊工作時，必須將支腿完全打開，確保支撐穩(wěn)定，并將支頂垂直接觸到堅實的頂板上，這樣在起吊重物時，整個機體才不會發(fā)生傾倒。②為了保障人員的安全，起吊臂下方及起吊裝置運行路線上，嚴禁有人員存在。③設(shè)備的承載能力是有一定限制的，任何情況下都不得超負荷使用該裝置，否則可能會導(dǎo)致設(shè)備損壞或發(fā)生危險。這些安全規(guī)定是為了保障工作人員的生命安全和設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，必須嚴格遵守。

4" 礦用液壓臂架式起吊裝置在煤礦工作面安撤中的優(yōu)勢和應(yīng)用前景

4.1" 提升工作效率

礦用液壓臂架式起吊裝置在煤礦工作面的安撤過程中，首先突出的優(yōu)勢之一是其顯著提升工作效率。傳統(tǒng)的安撤方法常常需要大量的人工操作，包括手動吊裝、絞車拖移等，這些方式耗時且容易出現(xiàn)操作錯誤，導(dǎo)致施工周期拉長。相較之下，礦用液壓臂架式起吊裝置的操作更為精確和迅捷。其高度可控的液壓系統(tǒng)允許設(shè)備在毫秒內(nèi)完成起吊、轉(zhuǎn)運和安裝等多個工序，這不僅提高了作業(yè)速度，還減少了重復(fù)勞動，從而節(jié)約了大量時間。

此外，礦用液壓臂架式起吊裝置具備靈活的移動能力，可在狹窄的工作面內(nèi)輕松操作。液壓驅(qū)動裝置和履帶式底盤使其適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件，包括不平坦的地面、曲折的礦井道路等，這種靈活性有助于快速適應(yīng)工作環(huán)境的變化，使工作效率保持在高水平。

4.2" 減少安全風(fēng)險

另一個顯著的優(yōu)勢是安全性的提高。礦用液壓臂架式起吊裝置的使用可以有效減少事故風(fēng)險。傳統(tǒng)的安撤方式中，人員需要登高進行吊裝和拆卸工作，這在煤礦工作面的高風(fēng)險環(huán)境中存在潛在的危險。使用礦用液壓臂架式起吊裝置，操作人員可以在相對安全的位置操作設(shè)備，遠離高處墜落的風(fēng)險。

此外，礦用液壓臂架式起吊裝置的自動化程度高，減少了人工操作的需求，從而降低了人員的暴露時間和操作誤差。操作員可以通過遙控設(shè)備或操作臺對設(shè)備進行控制，而不必置身于危險區(qū)域。這種方式不僅提高了工作安全性，還減少了人員在高溫、有毒氣體等惡劣條件下的工作時間，工人的身體健康也得到了保障。

4.3" 適應(yīng)多樣化的任務(wù)需求

礦用液壓臂架式起吊裝置具有適應(yīng)多樣化任務(wù)需求的能力。這些設(shè)備通?？梢源钶d各種附屬工具和設(shè)備，以適應(yīng)不同的工作面要求。無論是進行設(shè)備的起吊、拆卸，還是物料的轉(zhuǎn)運，這種多功能性都使其成為一個非常靈活的工具。

其高承重能力和強大的起重能力，使其可以輕松應(yīng)對大型設(shè)備的安裝和拆卸。此外，它還可以配備各種吊裝工具，如吊鉤、夾具和索具，以適應(yīng)不同尺寸和形狀的物體。這種適應(yīng)性對于煤礦工作面的多樣化需求至關(guān)重要，因為不同的設(shè)備和物料需要不同的處理方法。

4.4" 降低維護成本

礦用液壓臂架式起吊裝置的高耐久性和可維護性使其成為維護成本較低的選擇。這些設(shè)備通常采用高質(zhì)量的材料，精密制造，以確保其長期可靠的性能。其液壓系統(tǒng)和機械部件經(jīng)過精心設(shè)計，以減少磨損和故障的可能性。此外，設(shè)備制造商通常提供全面的維護支持和培訓(xùn)，以確保設(shè)備的定期檢查和維修，從而延長設(shè)備的使用壽命。

總的來看，礦用液壓臂架式起吊裝置在煤礦工作面的安撤工作中具有多方面的顯著優(yōu)勢。它們不僅提高了工作效率，降低了風(fēng)險，還適應(yīng)了多樣化的任務(wù)需求，同時降低了維護成本。這些優(yōu)勢使其成為煤礦行業(yè)不可或缺的工具，有望繼續(xù)推動煤礦行業(yè)的發(fā)展并促進安撤工作的持續(xù)改進。未來，隨著智能化技術(shù)的進一步融入，礦用液壓臂架式起吊裝置的優(yōu)勢將更加凸顯，為煤礦行業(yè)帶來更多機遇和挑戰(zhàn)。

5" 結(jié)束語

礦用液壓臂架式起吊裝置在礦山工作面安撤作業(yè)中扮演著不可或缺的角色。它的穩(wěn)定性、高承重能力和多功能性使其成為煤礦、金礦和其他礦山操作的理想選擇。

未來，隨著智能化技術(shù)的應(yīng)用和科技水平的提高，這些領(lǐng)域的研究將進一步推動礦用液壓臂架式起吊裝置的發(fā)展，以滿足不斷變化的礦山行業(yè)需求。礦用液壓臂架式起吊裝置是礦山行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，希望通過這篇論文為其設(shè)計、制造和應(yīng)用提供有價值的信息。期待未來的研究和創(chuàng)新，以不斷改進這一設(shè)備，為礦山行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。

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