ZLC2×1410/26.5/41.5型單跨門式液壓支架在煤礦中的應(yīng)用

梁民權(quán)

（同煤國電同忻煤礦有限責(zé)任公司，山西大同，037001）

0 引言

綜采作面超前臨時支護(hù)的好壞直接影響到回采工作面的采煤效率及頂板的管理，目前，國內(nèi)采煤藝中一個較為薄弱的環(huán)節(jié)就是臨時支護(hù)裝備，臨時支護(hù)裝備甚至成為制約高產(chǎn)、高效礦井發(fā)展的重要因素[1-3]?；诰C采作面現(xiàn)用的單體液壓支柱臨時支護(hù)的局限性，大同某煤礦應(yīng)用了ZLC2×1410/26.5/41.5 型單跨支護(hù)門式液壓支架，主要用于綜采工作面回風(fēng)順槽巷道，能有效降低工人勞動強(qiáng)度，它支護(hù)強(qiáng)度大，能有效加強(qiáng)綜采工作面的頂板管理，杜絕頂板事故的發(fā)生。

1 工作面概況

使用單跨門式液壓支架的8209 工作面5209 巷為矩形斷面，巷道寬5 200 mm，高3 950 mm。

頂板支護(hù)：巷道頂板正常段采用6 排錨桿+BHW280×4×5000-900-6 鋼帶+150×150×10 mm 拱形可調(diào)心鋼托板、“3-3-3”排錨索+300×300×16 mm 拱形可調(diào)心鋼托板、50×50 mm網(wǎng)格的8#菱形鐵絲網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。

頂錨桿為φ 20×3 100 mm 左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，間排距900×900 mm，兩幫側(cè)錨桿與水平面夾角75°，其它垂直頂板；錨索φ 17.8×8 300 mm，間排距1 800×1 800 mm，均與頂板垂直。

兩幫支護(hù)：巷道兩幫采用4 排錨桿支護(hù)，φ 18×2 500 mm 左旋無縱筋螺紋鋼，間排距900×900 mm，采用BHW280×5×450 mm 護(hù)幫鋼帶護(hù)板+150×150×10 mm 拱形可調(diào)心鋼托板，兩幫采用8#菱形鐵絲網(wǎng)，50×50 mm 網(wǎng)格。鋪底厚度250 mm，砼強(qiáng)度等級C30。

巷道底板兩側(cè)及中部卸壓槽斷面規(guī)格寬×深=100×250 mm。巷道頂板破碎段采取加強(qiáng)支護(hù)措施。

2 單跨門式液壓支架

2.1 組成及結(jié)構(gòu)

單跨門式液壓支架結(jié)構(gòu)示意圖如圖1，由液壓支架橫梁、立柱及鏈條組成。ZLC2×1410/26.5/41.5 型單跨門式液壓支架主要由金屬結(jié)構(gòu)件和液壓元件系統(tǒng)組成。金屬構(gòu)件有：橫梁、順梁和前梁等組成。液壓元件主要有：立柱、各種千斤頂、液壓控制元件(單向閥和安全閥)和液壓輔助元件(膠管、彎頭和三通等)。

單跨門式液壓支架結(jié)構(gòu)如下：

（1）橫梁長度為4 400 mm，寬度400 mm，高度400 mm，橫梁兩端距煤壁各為400 mm。

（2）為保證撤架時支架能在升降平臺的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上轉(zhuǎn)動到位，單跨支護(hù)門式液壓支架的排距設(shè)為1 800 mm±100 mm；5209回風(fēng)順槽巷現(xiàn)布置27架單跨液壓支架對巷道進(jìn)行支護(hù)。

（3）由一根橫梁、兩根立柱通過銷軸連接組成。

（4）橫梁與立柱采用銷軸連接，在橫梁支撐頂板時應(yīng)保證銷軸不受力。在巷道變形嚴(yán)重時，可方便拆卸。

（5）在順槽巷道超前支護(hù)時，相鄰的單跨門式液壓支架用φ 10×40 mm的礦用圓環(huán)鏈條相互連接，防止支護(hù)過程中單跨液壓支架傾倒。

（6）采用φ 200/φ 160 mm 的立柱，立柱底部設(shè)有圓形托盤（直徑為500 mm），為了保證支護(hù)裝置對頂、底板的適應(yīng)性，托盤與立柱底部采用球形鉸接。托盤材料采用鑄鋼27SiMn，托盤底部帶防滑條。

（7）所有控制閥采用不銹鋼產(chǎn)品。立柱液控單向閥流量為200 L/min，安全閥流量為500 L/min，開啟壓力為45 MPa，每個立柱帶一個指針式抗震壓力表。

（8）單跨門式液壓支架焊件主要采用高強(qiáng)度合金結(jié)構(gòu)鋼板材，焊縫的抗拉強(qiáng)度不低于800 MPa，確保支護(hù)強(qiáng)度。

（9）單跨門式液壓支架所有液壓缸用鋼管均采用27SiMn管材，采用進(jìn)口材料密封件，切削加工。

圖1 單跨門式液壓支架結(jié)構(gòu)示意圖

裝置的特點：

（1）整體框架式結(jié)構(gòu)。保持巷道的完整性，為回風(fēng)順槽提供足夠的安全作業(yè)空間。

（2）裝置直接承受頂板壓力，周期來壓、頂板離層時，可有效控制頂板冒落。

2.2 技術(shù)參數(shù)

ZLC2×1410/26.5/41.5型單跨門式液壓支架主要參數(shù)見下表1，尺寸示意圖如圖2。

圖2 單跨門式液壓支架尺寸示意圖

3 單跨支護(hù)門式液壓支架配套設(shè)備

3.1 組成及結(jié)構(gòu)

WC3Y（B）型無軌膠輪車（如圖3），動力系統(tǒng)由柴油機(jī)主機(jī)、排氣冷卻系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、水散熱器、燃油箱、氣啟動系統(tǒng)等組成。

圖3 WC3Y（B）型無軌膠輪車

WC3Y（B）型無軌膠輪車采用了水冷式防爆柴油機(jī)，起動方式為氣起動。

排氣冷卻系統(tǒng)由水夾層排氣管、廢氣處理箱等組成。水夾層中的水與柴油機(jī)中的冷卻水連通封閉，保證柴油機(jī)表面、排氣管表面溫度不超150℃。

進(jìn)氣系統(tǒng)由進(jìn)氣管、進(jìn)氣防爆柵欄、切斷空氣閥門及空氣濾清器組成。進(jìn)氣防爆柵欄是為了防止柴油機(jī)氣缸可能返回火焰直接通向大氣，以免引燃工作環(huán)境中的可燃?xì)狻?/p>

水散熱器作用是冷卻柴油機(jī)中的循環(huán)水，以保證柴油機(jī)正常工作。散熱器固定在前機(jī)架上，上部兩個進(jìn)水口一個與柴油機(jī)節(jié)溫器相連，一個與排氣冷卻系統(tǒng)水夾層排氣管相連，下部出水口與水泵進(jìn)水口相連。

燃油箱安置在柴油機(jī)右前方，儲油量為80 L。油箱上部有加油口，油箱下面有放油螺塞，油箱側(cè)面裝有油標(biāo)尺。

氣啟動系統(tǒng)主要由氣啟動器、繼氣器、手動按鈕、氣包、水冷空壓機(jī)等組成，該系統(tǒng)額定工作氣壓0.65MPa。

WC3Y（B）防爆柴油機(jī)無軌膠輪車上裝備了帶有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的升降平臺，本平臺上表面布置有定位卡齒，能夠與單跨門式液壓支架橫梁下表面的定位卡齒相互咬合，保證支設(shè)及回撤運輸時的穩(wěn)定性。WC3Y（B）防爆柴油機(jī)無軌膠輪車還配備了獨立的乳化液泵站，為單跨門式液壓支架的液壓系統(tǒng)提供動力。

3.2 技術(shù)參數(shù)

WC3Y（B）防爆柴油機(jī)無軌膠輪車是一種新型運輸車輛，以防爆柴油機(jī)為動力，采用整體剛性焊接式車架，液壓機(jī)械式傳動，6×6全輪驅(qū)動，雙向駕駛室，全液壓操縱，行車制動為背壓制動+安全型濕式制動，駐車制動為安全型濕式制動，具有車體窄、機(jī)架強(qiáng)度高、驅(qū)動力大、通過性好、雙向駕駛、運速快、適應(yīng)性強(qiáng)、安全高效、運輸成本低等特點?？梢杂糜诿旱VⅠ類爆炸環(huán)境，當(dāng)甲烷濃度達(dá)到1%時，必須停止產(chǎn)品運行并切斷所有電源。技術(shù)參數(shù)如表2所示。

表2 WC3Y（B）型防爆柴油機(jī)無軌膠輪車技術(shù)參數(shù)

4 應(yīng)用效果

采用單體液壓支護(hù)，起初開采時采用人工擋煤帶擋煤，操作環(huán)節(jié)復(fù)雜、勞動效率低、炮后沖擊力大、現(xiàn)場效果差、架間浮煤矸堆積嚴(yán)重，人工挖煤清理困難，造成操作人員勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜，安全隱患突出難度大，帶來不安全隱患。ZLC2×1410/26.5/41.5 型單跨門式液壓支架的應(yīng)用，摒棄原來傳統(tǒng)單體液壓支柱支護(hù)方式，有效降低工人勞動強(qiáng)度，降低回柱危險，提高安全系數(shù)。摒棄使用單體液壓支柱支護(hù)，削減了工作人員數(shù)量，極大的節(jié)約了勞動成本，采煤過程中搬運方式改為無軌膠輪車搬運，提高了生產(chǎn)效率。

5 結(jié)束語

本文主要介紹了ZLC2×1410/26.5/41.5 型單跨門式液壓支架的結(jié)構(gòu)、組成、技術(shù)特征及配套設(shè)備WC3Y（B）防爆柴油機(jī)無軌膠輪車，該支架和無軌膠輪車的配合使用為回采巷道供安全的作業(yè)空間，大大提高采煤效率和安全系數(shù)。