煤礦綜采液壓支架操作閥閉鎖裝置改進(jìn)

白寶國，孟國勝

(大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司馬脊梁礦，山西 大同 037027)

液壓支架是現(xiàn)代大型自動化煤礦工作面所采用的主要支護(hù)設(shè)備，它在工作面為作業(yè)人員及采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)提供一個安全的工作空間。液壓支架的每個動作由安裝在支架上的操縱閥控制，現(xiàn)在各種型號的液壓支架操縱閥普遍采用手把裸露在外，沒有任何保護(hù)方式，存在操縱閥手把誤動作情況，嚴(yán)重威脅到煤礦工作面安全生產(chǎn)。

1 基本情況

針對馬脊梁礦14－3#層305盤區(qū)8507工作面及8505工作面所使用ZZS5600/14/28型液壓支架實(shí)際情況，由于該型支架操縱閥手把裸露在外，存在由操縱閥手把誤動作而引發(fā)的安全隱患，該架型內(nèi)部通道空間小，支架工在支架內(nèi)行走及作業(yè)時很容易蹭到支架的操作閥，造成支架誤操作，易發(fā)生操作手把因意外被刮、擠壓等形式產(chǎn)生誤動作而損壞設(shè)備及造成傷害事故，存在較大的安全隱患。

因此，對ZZS5600/14/28支架操作閥閉鎖裝置進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到解決作業(yè)現(xiàn)場安全隱患及實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場精細(xì)化管理的目的，保證綜采工作面安全高效生產(chǎn)。

2 初始設(shè)計插銷式閉鎖裝置

2.1 現(xiàn)場調(diào)研

主要對ZZS5600/14/28型液壓支架操作閥存在的誤操作情況、設(shè)備損壞情況及人身傷害情況進(jìn)行調(diào)研分析，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn):操作閥誤操作率45%(除去不正規(guī)操作)，操作閥損壞率36%，輕微人身傷害5起。

2.2 初始設(shè)計

2.2.1 設(shè)計原則

經(jīng)調(diào)研觀察，ZZS5600/14/28型液壓支架操縱閥組由多個帶手把的單片閥用4條螺栓串聯(lián)固定，組成閥組，安裝在液壓支架閥座上。所以，本次液壓支架操縱閥閉鎖裝置設(shè)計要結(jié)合操作閥組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計安裝，同時還要求方便支架工操作，性能安全，并適合井下狹窄的作業(yè)空間環(huán)境，而且要安裝在合理的位置上，便于支架管理，即從結(jié)構(gòu)簡潔、方便實(shí)用、安全等方面制定方案，以解決此閉鎖裝置設(shè)計存在的技術(shù)問題。

2.2.2 插銷式閉鎖設(shè)計

根據(jù)實(shí)際情況及設(shè)備原理，初始設(shè)計采用插銷式閉鎖。該裝置包括兩個部件:1)支撐固定架(圖1).

2)限位插銷(圖2).

圖1 支撐固定架樣圖

圖2 插銷樣圖

該裝置通過安裝孔將支撐架固定在操作閥上，將插銷插入，起到對操作閥手把的固定限位作用，安裝示意圖見圖3.

圖3 限位裝置安裝示意圖

2.3 現(xiàn)場驗證

將插銷式閉鎖定量加工制作后，按要求進(jìn)行安裝，經(jīng)1個月現(xiàn)場使用，觀察驗證發(fā)現(xiàn)，該設(shè)計起到了安全閉鎖作用，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銷，工序復(fù)雜，導(dǎo)致支架工操作費(fèi)時，工作效率低。

2)整體性不好。插銷取出后沒有一個固定位置存放，容易丟失，根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計，插銷丟失率達(dá)47%.

3 改進(jìn)擋板合頁式閉鎖

3.1 改進(jìn)制作

針對插銷式閉鎖存在的缺陷及閉鎖裝置設(shè)計原則進(jìn)行改進(jìn)，將插銷改為擋板形式，并用合頁與支撐架連接在一起，擋板合頁式閉鎖裝置主要由固定板、鎖板、2英寸合頁、支撐桿組成。固定板將該裝置固定在操作閥上方，通過鎖板的開啟實(shí)現(xiàn)操作閥操作桿的閉鎖。將固定板固定在操作閥組上，當(dāng)需要對操作閥進(jìn)行操作時，將鎖板通過合頁掀起，才能對操作手把進(jìn)行操作，當(dāng)操作完畢后，再將鎖板放下，將操作閥手把閉鎖住。同時，在鎖板上對應(yīng)操作手把的位置貼上操作手把的作用，以防止操作人員對液壓支架進(jìn)行誤操作，見圖4.

圖4 擋板合頁閉鎖裝置樣圖

合頁式閉鎖裝置有以下優(yōu)點(diǎn):

1)改進(jìn)合頁式閉鎖結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，制作方便，安裝簡便，安全可靠。

2)通過擋板的翻下翻上實(shí)現(xiàn)操作閥手把的閉鎖與解鎖，起到安全閉鎖的作用，既使用方便，又不容易丟失，完全符合設(shè)計要求。

3)制作材料簡單，來源及加工方便，經(jīng)濟(jì)成本低。

4)在改進(jìn)合頁式閉鎖鎖板上貼上操作手把的作用標(biāo)識，不僅減少誤操作，同時美觀大方，便于現(xiàn)場精細(xì)化管理。

3.2 安裝情況

通過安裝孔將改進(jìn)限位閉鎖裝置固定在支架操作閥上，支架操作閥起到了對操作閥手把的固定限位作用，安裝示意圖見圖5.

圖5 合頁式閉鎖安裝示意圖

3.3 應(yīng)用評價

將改進(jìn)閉鎖裝置按圖4所給尺寸定量加工，并在工作面現(xiàn)場安裝，經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用發(fā)現(xiàn):改進(jìn)合頁式閉鎖裝置簡便實(shí)用，易于工人操作，操作閥誤操作率5%(除去不正規(guī)操作)，操作閥損壞率12%，無輕微人身傷害，安全可靠，便于精細(xì)化管理。

安裝擋板合頁式閉鎖裝置后，可避免因支架誤操作造成的液管、操作閥、聯(lián)接頭等液壓系統(tǒng)及連接件的損壞;可避免因誤操作造成的人身傷害，消除了現(xiàn)場作業(yè)安全隱患。但是，合頁式閉鎖壽命較低，一旦合頁損壞此裝置就失去了閉鎖的作用，必須重新更換閉鎖裝置。

因此，在加工時需要使用高強(qiáng)度的合頁。改進(jìn)合頁式閉鎖裝置已經(jīng)在馬脊梁礦3個綜采工作面實(shí)際應(yīng)用，效果良好。

4 結(jié)論

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研得出，初始設(shè)計插銷式閉鎖能夠有效起到操作閥手把的安全閉鎖作用，但存在使用不方便及整體性不好的缺陷。經(jīng)優(yōu)化設(shè)計，改進(jìn)后的合頁式閉鎖在起到閉鎖作用的同時簡便實(shí)用，安全可靠，整體性好，便于管理。改進(jìn)合頁式閉鎖裝置已經(jīng)在馬脊梁礦3個綜采工作面實(shí)際應(yīng)用，效果良好，值得廣泛推廣應(yīng)用。

［1］王開立，葛金強(qiáng)，何 亮.ZY3400/15/35液壓支架防止誤操作改造［J］.山東煤炭科技，2012(2):32－34.

［2］馬 程.綜采工作面液壓支架操作閥閉鎖裝置的應(yīng)用［J］.中國外貿(mào)，2013(12):46－47.

［3］張小會.煤礦液壓支架操作閥手把上的安全限位裝置設(shè)計與分析［J］.科技傳播，2011(19):16－17.