煤矿综采液压支架操作阀闭锁装置改进

白宝国，孟国胜

(大同煤矿集团有限责任公司马脊梁矿，山西 大同 037027)

液压支架是现代大型自动化煤矿工作面所采用的主要支护设备，它在工作面为作业人员及采煤机、刮板输送机提供一个安全的工作空间。液压支架的每个动作由安装在支架上的操纵阀控制，现在各种型号的液压支架操纵阀普遍采用手把裸露在外，没有任何保护方式，存在操纵阀手把误动作情况，严重威胁到煤矿工作面安全生产。

1 基本情况

针对马脊梁矿14－3#层305盘区8507工作面及8505工作面所使用ZZS5600/14/28型液压支架实际情况，由于该型支架操纵阀手把裸露在外，存在由操纵阀手把误动作而引发的安全隐患，该架型内部通道空间小，支架工在支架内行走及作业时很容易蹭到支架的操作阀，造成支架误操作，易发生操作手把因意外被刮、挤压等形式产生误动作而损坏设备及造成伤害事故，存在较大的安全隐患。

因此，对ZZS5600/14/28支架操作阀闭锁装置进行改进，以达到解决作业现场安全隐患及实现作业现场精细化管理的目的，保证综采工作面安全高效生产。

2 初始设计插销式闭锁装置

2.1 现场调研

主要对ZZS5600/14/28型液压支架操作阀存在的误操作情况、设备损坏情况及人身伤害情况进行调研分析，经调研发现:操作阀误操作率45%(除去不正规操作)，操作阀损坏率36%，轻微人身伤害5起。

2.2 初始设计

2.2.1 设计原则

经调研观察，ZZS5600/14/28型液压支架操纵阀组由多个带手把的单片阀用4条螺栓串联固定，组成阀组，安装在液压支架阀座上。所以，本次液压支架操纵阀闭锁装置设计要结合操作阀组的结构特点进行设计安装，同时还要求方便支架工操作，性能安全，并适合井下狭窄的作业空间环境，而且要安装在合理的位置上，便于支架管理，即从结构简洁、方便实用、安全等方面制定方案，以解决此闭锁装置设计存在的技术问题。

2.2.2 插销式闭锁设计

根据实际情况及设备原理，初始设计采用插销式闭锁。该装置包括两个部件:1)支撑固定架(图1).

2)限位插销(图2).

图1 支撑固定架样图

图2 插销样图

该装置通过安装孔将支撑架固定在操作阀上，将插销插入，起到对操作阀手把的固定限位作用，安装示意图见图3.

图3 限位装置安装示意图

2.3 现场验证

将插销式闭锁定量加工制作后，按要求进行安装，经1个月现场使用，观察验证发现，该设计起到了安全闭锁作用，但存在以下缺陷:

1)使用不方便。每次使用需要取出和插入插销，工序复杂，导致支架工操作费时，工作效率低。

2)整体性不好。插销取出后没有一个固定位置存放，容易丢失，根据现场统计，插销丢失率达47%.

3 改进挡板合页式闭锁

3.1 改进制作

针对插销式闭锁存在的缺陷及闭锁装置设计原则进行改进，将插销改为挡板形式，并用合页与支撑架连接在一起，挡板合页式闭锁装置主要由固定板、锁板、2英寸合页、支撑杆组成。固定板将该装置固定在操作阀上方，通过锁板的开启实现操作阀操作杆的闭锁。将固定板固定在操作阀组上，当需要对操作阀进行操作时，将锁板通过合页掀起，才能对操作手把进行操作，当操作完毕后，再将锁板放下，将操作阀手把闭锁住。同时，在锁板上对应操作手把的位置贴上操作手把的作用，以防止操作人员对液压支架进行误操作，见图4.

图4 挡板合页闭锁装置样图

合页式闭锁装置有以下优点:

1)改进合页式闭锁结构简单实用，制作方便，安装简便，安全可靠。

2)通过挡板的翻下翻上实现操作阀手把的闭锁与解锁，起到安全闭锁的作用，既使用方便，又不容易丢失，完全符合设计要求。

3)制作材料简单，来源及加工方便，经济成本低。

4)在改进合页式闭锁锁板上贴上操作手把的作用标识，不仅减少误操作，同时美观大方，便于现场精细化管理。

3.2 安装情况

通过安装孔将改进限位闭锁装置固定在支架操作阀上，支架操作阀起到了对操作阀手把的固定限位作用，安装示意图见图5.

图5 合页式闭锁安装示意图

3.3 应用评价

将改进闭锁装置按图4所给尺寸定量加工，并在工作面现场安装，经现场应用发现:改进合页式闭锁装置简便实用，易于工人操作，操作阀误操作率5%(除去不正规操作)，操作阀损坏率12%，无轻微人身伤害，安全可靠，便于精细化管理。

安装挡板合页式闭锁装置后，可避免因支架误操作造成的液管、操作阀、联接头等液压系统及连接件的损坏;可避免因误操作造成的人身伤害，消除了现场作业安全隐患。但是，合页式闭锁寿命较低，一旦合页损坏此装置就失去了闭锁的作用，必须重新更换闭锁装置。

因此，在加工时需要使用高强度的合页。改进合页式闭锁装置已经在马脊梁矿3个综采工作面实际应用，效果良好。

4 结论

经现场调研得出，初始设计插销式闭锁能够有效起到操作阀手把的安全闭锁作用，但存在使用不方便及整体性不好的缺陷。经优化设计，改进后的合页式闭锁在起到闭锁作用的同时简便实用，安全可靠，整体性好，便于管理。改进合页式闭锁装置已经在马脊梁矿3个综采工作面实际应用，效果良好，值得广泛推广应用。

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