吳 鵬

（汾西礦業(yè)集團(tuán)雙柳煤礦， 山西 呂梁 033300）

1 臨時(shí)支護(hù)液壓支架的要求與特點(diǎn)

1）不僅要起到支護(hù)頂板的作用，還要保護(hù)作業(yè)人員的安全；

2）對(duì)頂板提供合適的預(yù)支撐力，不能超出合適的范圍，以防損壞頂板；

3）支護(hù)的面積應(yīng)盡可能大，但不能影響錨固作業(yè)；

4）支護(hù)高度可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)以滿足不同形狀巷道的支護(hù)需求；

5）不能影響掘進(jìn)機(jī)的正常工作，掘進(jìn)機(jī)在作業(yè)時(shí)，液壓支架也不能影響到司機(jī)的視線；

6）支架頂梁前端與煤壁之間的距離應(yīng)盡可能小，以使液壓支架更好地承受水平力；

7）液壓支架使用應(yīng)簡(jiǎn)單方便，可靠性也要高；

8）全液壓控制，有利于對(duì)機(jī)器實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)；

9）結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、解體方便，便于井下安裝、拆卸和維修[1-2]。

2 臨時(shí)支護(hù)液壓支架的主要結(jié)構(gòu)件及其作用

支護(hù)由兩個(gè)支架為一組，兩支架之間由橫梁連接而成。每一架分為前后兩節(jié)，前節(jié)的頂梁后邊部分與后面一節(jié)的梁相接，前節(jié)底座后部由連接頭和移架千斤頂與后節(jié)的底座前部連接，因此，該支架在前后節(jié)的共同作用下，實(shí)現(xiàn)移架。該支架設(shè)計(jì)合理，拆裝方便，可以根據(jù)井下實(shí)際需求自由組裝，可以達(dá)到可靠高效的要求。

液壓支架主要由金屬構(gòu)件和液壓系統(tǒng)兩部分組成。其中，金屬構(gòu)建主要包括頂梁、底座、橫梁、連桿、中間伸縮梁等，液壓系統(tǒng)主要包括各種千斤頂、液壓控制元件（操縱閥組、安全閥、液控單向閥等）和液壓輔助元件（管接頭件、膠管等）。

2.1 頂梁

頂梁在支護(hù)中起著重要的作用，需要承受頂板壓力并且還要保證在一定寬度范圍內(nèi)頂板不能下沉，也要保證超前支護(hù)段的頂板穩(wěn)定，為掘進(jìn)作業(yè)提供足夠的安全作業(yè)空間。頂梁是液壓支架的主要承載部件之一。頂梁是一個(gè)變截面箱型結(jié)構(gòu)，兩條主肋的夾空內(nèi)焊有兩個(gè)柱窩分別位于前后兩個(gè)部位。梁的頂部前后還分別焊接了鉸接耳以滿足整體需要。

2.2 上連桿、前連桿、后連桿

前連桿是一個(gè)二力桿，選擇較厚的前連桿使其達(dá)到更高強(qiáng)度而不易斷裂。前連桿兩端分別與上連桿和底座連接。支架的四連桿采用倒置安裝的方法，主要由上、前、后三種連桿及頂梁與支架的底座鉸接而成，使其形成一個(gè)整體而滿足支架升降動(dòng)作，而且四連桿還要承受一定的水平力和側(cè)向剪應(yīng)力，使支架不易扭曲而保證支架正常狀態(tài)，滿足支護(hù)要求。支架的四連桿采用倒置安裝的方法。

2.3 底座

底座也是液壓支架的重要組成部分，在液壓支架的結(jié)構(gòu)中占有重要地位。液壓支架所受到的力最終都要由地板承受，而底座起到了橋梁的作用，它需要將支架承受的頂板壓力傳遞到底板，可見底座需要承受巨大的壓力，所以底座選用的材料要有足夠的強(qiáng)度和剛度以避免受力時(shí)折彎或斷裂。底座和頂梁一樣都是箱型結(jié)構(gòu)，中、后部與前、后連桿鉸接。

2.4 中間伸縮梁

中間伸縮梁主要是由兩個(gè)箱體構(gòu)成，這兩個(gè)箱體由伸縮梁千斤頂連接，前支架和后支架主要也是由中間伸縮梁相連接而形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，這樣就能保證前后梁支架移架時(shí)，支架在移動(dòng)過程中也能保持穩(wěn)定。中間伸縮梁的內(nèi)箱與前支架相連，外箱與后支架相連。

3 支架液壓系統(tǒng)工作原理

為保證液壓支架能夠順利完成支護(hù)和移架，需要液壓系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)原件的共同作用，其原理如下頁圖1所示。操作過程如下：

圖1 液壓系統(tǒng)布置圖

3.1 升架

進(jìn)行升架作業(yè)時(shí)，立柱的操作手柄需要在“升”的工位，高壓乳化液從操縱閥經(jīng)膠管使控制乳化液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)的控制閥打開，進(jìn)入控制立柱升降的活塞腔，使活塞腔內(nèi)的高壓乳化液增多而引起立柱上升。可以通過移動(dòng)操作桿控制高壓乳化液的流入量來控制立柱的升高尺度，當(dāng)操作手柄位于中間時(shí)高壓乳化液停止流入，完成升架操作。

3.2 降架

降架操作與升架操作相反，立柱的操作手柄需要在“升”的工位，高壓乳化液再次從操縱閥經(jīng)膠管使控制乳化液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)的控制閥打開，進(jìn)入控制立柱升降的活塞腔，同時(shí)，另外一支高壓乳化液需要與上述的高壓乳化液協(xié)同作用，這支高壓乳化液使控制乳化液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)的控制閥打開以滿足控制立柱升降的活塞腔內(nèi)的高壓乳化液回流進(jìn)入乳化液箱。當(dāng)操作手柄位于中間時(shí)高壓乳化液停止回流，完成降架操作。

3.3 移架

移架操作主要由移架千斤頂來完成。操作手柄在“伸移架”工位時(shí)，高壓乳化液從該操縱閥通過高壓膠管進(jìn)入千斤頂活塞腔以使活塞腔內(nèi)的乳化液增多，使移架千斤頂?shù)幕钊麠U伸出，同時(shí)另外一支乳化液打開伸縮梁的進(jìn)液口，以便于移架。操作手柄位于中間時(shí)，高壓乳化液停止輸送，伸移架操作停止[3]。操作手柄在“收移架”工位時(shí)，乳化液進(jìn)入千斤頂活塞桿腔，活塞腔內(nèi)的乳化液進(jìn)入乳化液箱，操作手柄位于中間時(shí)，高壓乳化液停止輸送，收移架操作停止。

4 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

液壓支架的使用使臨時(shí)支護(hù)和移架需要很少的人員就能完成，為企業(yè)在人力方面的投入減少了一部分開支。此外，有效降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，可以減少企業(yè)事故的發(fā)生率，提升作業(yè)人員的可靠度，有利于企業(yè)長久安全穩(wěn)定的運(yùn)行。同時(shí)，液壓支護(hù)與普通支護(hù)相比，更加安全、高效，減少支護(hù)所需要的時(shí)間，降低對(duì)進(jìn)行掘進(jìn)產(chǎn)生的影響，對(duì)企業(yè)安全高效生產(chǎn)具有極大的促進(jìn)作用。

4.2 社會(huì)效益

巷道臨時(shí)支護(hù)液壓支架使井下臨時(shí)支護(hù)更加簡(jiǎn)單化，促進(jìn)了綜掘工作面環(huán)境的改善，對(duì)作業(yè)人員的生理、心理產(chǎn)生了積極的影響，極大地提高了作業(yè)效率。臨時(shí)支護(hù)液壓支架的投入使用可以增加對(duì)頂板的初撐力，防止因頂板下沉、斷裂等引起傷亡事故。