液压支架回撤平台的设计

郭建帮

（大同煤矿集团虎龙沟煤业公司， 山西 怀仁 038300）

引言

液压支架是煤矿井下利用液压系统产生支撑力来支撑顶板的一种可移动式的煤矿机械设备，在煤矿安全生产中起着极大的作用，是煤矿安全生产所必不可少的，近年来，随着科技的发展和我国煤炭开采技术的不断进步，现代煤炭企业煤炭生产的机械化、自动化水平不断提高，极大地提高了井下巷道内煤炭的采掘速度，这也使综采面内液压支架的回撤频率不断加大，因综采面内液压支架的数量众多、结构复杂、体积和重量也都比较大[1]，传统的人工结合液压绞车回撤的方案不仅劳动强度大而且速度极慢，完全无法满足目前对综采面内液压支架的回撤速度要求，造成综采面内采掘交替紧张的状况不断发生，影响了煤炭企业的正常生产，限制了煤炭生产企业的产能增加、效益提升，因此急需要研发一种新的液压支架回撤平台，提升液压支架的回撤速度，从而降低综采面的非有效工作时间，对提升矿井的生产效益具有十分重大的意义。

1 现有液压支架回撤工序分析

目前常用的液压支架回撤的方案是人工配合液压绞车进行的，其工作过程主要分为以下三个步骤。

1）在液压支架的端部设置一个可拆卸的安装滑轮的结构，用钢丝绳穿过此滑轮并固定在液压支架的吊钩位置，启动液压绞车，使设备一边牵引移动，一边完成支架的降落，该过程需要一直持续到液压支架的底座超过相邻的支架位置。

2）在液压绞车的配合下，人工将吊装的液压支架选装90°。

3）用起吊设备把液压支架吊装到制定的运输设备上，并用液压绞车将其牵引到指定的安装位置。利用起吊装置将支架吊装到矿用平板车上，由绞车牵引运输到指定位置。

由此可以看出，传统的液压支架的回撤方式是属于非连续性作业，各个工作分开进行，连续性差，特别是在旋转环节，完全是依靠人力来进行，劳动强度大、效率低下，操作过程中的安全性也难以很好的保证，因此我们需要开发一种自动的液压支架的回撤转向装置，以降低劳动强度、提高液压支架回撤的作业效率，确保员工的人身安全[2]。

2 新型液压支架回撤平台设计及其工作原理

根据对现有液压支架回撤方式的分析，并且对液压支架回撤平台的功能要求进行了详细的研究，在此基础上，我们设计了一种新的液压支架回撤平台，极大的提高了液压支架的回撤的速度，主要由牵引平台、转向平台、支顶装置等组成，其结构如图1所示。

图1 液压支架回撤平台结构示意图

该液压支架回撤平台以液压系统为工作动力源，其工作时首先把液压支架回撤平台的支顶装置上升到指定的高度，让支顶装置的液压支柱和液压支架的顶板完全接触，然后控制支临架装置伸出来，并和液压支架底座上面的配合轴孔相连接，然后把包裹在滑轮上的牵引链条牢固的栓到液压支架的底座上，液压系统控制执行油缸的活塞杆伸出，从而带动滑动轮进行旋转，不断的将牵引链条进行拉紧，从而把位于工作位置的液压支架缓慢的牵引到液压支架的回撤平台上，在这个运动的过程中，随着滑动轮位置的变化，液压支架在上行平台上将进行一定的角度旋转[3]，直到将该液压支架牵引到上行平台之后，把牵引链条取下，并重新把牵引链条固定到液压支架底座上的后侧，回撤平台上的推移装置开始工作，带动牵引链条在转向平台上完成液压支架的转向，在完成液压支架的转向后，利用位于牵引平台上的牵引设备，把液压支架移动到回撤平台上牵引平台的位置，并把它拉回到转运车上，最后由绞车把转运车拉到液压支架指定的安装位置。最后再把支顶装置、支临架装置进行回收到原先的非工作位置，并在液压系统的控制下，将回撤平台进行移动。

3 支顶装置的结构设计

支顶装置是液压支架回撤平台的核心构件之一，其主要作用是减小液压支架回撤时在竖直方向上的波动量，保证液压支架在整个回撤过程中的平稳性，其主要由摆动油缸、底座、方箱机构组成，在内方箱的下面设置有矩形的操作孔，这个结构不但可以为内方箱内部设置零件提供足够的操作空间，而且也为升降装置的液压系统提供安装空间，回撤平台的推移装置和底座通过高强度螺栓固定在推移平台上[4]，在外方箱的下面设置的操作孔的结构是槽型的，主要是为了避免管路回缩的时候不会与其他的供油管道产生干涉，支顶装置在工作状态和非工作状态下的结构示意图如图2、图3所示。

图2 支顶装置非工作状态结构示意图

4 推移装置的结构设计

推移装置主要是用于将需要回撤的液压支架移动到承载平台位置的作用，并且其还控制着对液压支架的转向任务，为了确保推移装置在工作过程中的可靠性，新开发的推移装置的结构如图4所示。

图3 支顶装置工作状态结构示意图

图4 推移装置结构示意图

由图4可知，在推移装置的两侧位置分别有4个销状结构，主要作用是确保推移装置能够在回撤平台的两侧对称安装，便于液压支架的回撤、转向，在油缸上设置有耳座结构，在液压支架的回撤过程中，钢丝绳的一端固定在耳座上，另一端穿过固定在液压支架端部的滑轮上，用于拉动液压支架的运动。该推移装置主要是依靠固定在推移装置上的推移油缸的伸缩来控制推移装置的运动，从而带动钢丝绳拉动液压支架运动，将液压支架拉到上行平台上，如此连续不断，相互配合最终完成液压支架在回撤平台上的就位和转向动作。

5 结语

为了满足现代煤炭开采速度不断提高的趋势，快速、高效、安全地完成巷道内液压支架的回撤工作，在分析现有液压支架回撤方案工作原理及优缺点的基础上，提出了一种新的自动液压支架回撤平台。该新型液压支架回撤平台完全克服了传统液压支架回撤时，劳动强度大、效率低、安全性差的缺点，极大地提高了液压支架的回撤效率，对确保煤炭企业高效、安全的运行奠定了基础，具有重大的社会和经济效益。