大倾角工作面液压支架的稳定性分析及防倒防滑措施.pdf

第卷第拍期 以场年 月 谋矿机械 】 文章编号 一 陌 一田一 大倾角工作面液压支架的稳定性分析及防倒防滑措施 龚宇 , 阎海琴 郑州煤矿机械集团有限责任公司 , 郑州 摘要大倾 角工作面液压支架的稳定性是大倾角谋层开采的重点和难点 , 针对这个特饭 , 从 倾倒 和下滑个方面分析了大倾角工作面液压支架稳定性 , 提出了从工作面布里开始并通过在支 架与 支架之间的防倒防清装里来提高支架的穗定性 , 进而通过支架和愉送机之间的 防清装里防止 输送机下滑 , 提高整个工作面设备的德定性 。 关键词大倾角液压支架稳定性防倒防滑 中图号文献标识码 一 切 一 , 一 邵 卿砂 , 衍 解 而 叮 “ 而 砂 , , 一一 而 , 略即 即 呷 而址吧 眸 叨 一 呷 一 前言 我 国煤炭储量丰富 , 煤层分布类型和开采条件 差异巨大 , 随着经济的发展 , 对能源的需求不断增 加 , 倾角较小的易采煤层逐渐减少 , 近几年对大倾角 煤层的开采量逐渐增加 , 但对这类煤层进行长壁开 采 , 采场覆岩活动剧烈 , 顶板不易管理 , 采区设备也 容易发生下滑和倾倒 , 其中 , 支护系统 液压支架 的 稳定性对整个工作面的稳定起着决定性作用 。 支架稳定性分析 支架的稳定性包含支架沿工作面倾斜方向的下 滑和倾倒 , 由于液压支架 自身重量和顶板施加在支 架上的压力 , 支架工作过程中必然有下滑或者倾倒 的趋势 , 如果不考虑采煤机 、输送机 及相邻支架间的 相互挤压 , 单个支架的静态稳定性随支架的工作阻 煤矿安全规程规定该残压值不能大于 , 一般 调整在 一 , 根据多年的使用 、维护经验总 结出利用该残压进行可靠性分析法 。 液压站工作时 , 正常停车 , 观察残压值在 一 , 如出现盘闸不能正常打开 , 该故障多 数是比例阀的主阀组 内的阀芯被卡住 。 解决方法是 拆下该阀组进行清洗 , 恢复后 即可正常工作 。 正常停车时观察残压值为零 , 如液压站正常 工作 , 闸盘不能打开 , 该故障是因比例放大器或其给 定电源有问题 。 解决方法是首先检查放大器给定 电 源 , 如无 间题 , 说明是该放大器有 间题 , 将其更换后 , 故障排除 。 液压站正常工作 , 停车观察残压值低于 , 盘闸不能打开 , 该故障多数与比例阀无关 , 是 液压站其它阀有泄漏 , 查出故障修复后 , 即可正常工 作 。 由此可见 , 对残压进行保护 的重要性 。 结语 综上所述 , 对现有落地式多绳摩擦提升机液压 制动系统存在的超前滑动 , 制动力矩不足等安全隐 患进行分析 , 提出了应加强对提升机恒减速控制液 压系统的可靠性及多冗度技术的研究 , 在原有液压 系统的基础上增加电磁阀故障检测 , 残压保护 , 增加 多路回油 , 用代替现有的继 电器控制 , 加强日 常检修 、维护水平, 改善液压系统工作制动性能 , 从 而提高提升机液压制动系统的可靠性 。 参考文献 【们潘英矿 山提升机机械设计〔徐州中国矿业大学出版社 , 【 葛世荣 矿井提升机可靠性技术【徐州 中国矿 业大学出版 社 , 【 〕麻健 , 李勇忠提升机新型液压制动系统【煤矿机械 ,, 一 作者简介任保才 一 , 河南洛阳人 , 教授 , 毕业于焦作工 学院 , 现从事机械设计的教学与科研工作 , 一 二血 。 收稿 日期 】拓 一一 第卷第期大倾角工作面液压支架的稳定性分析及防倒防滑措施 龚宇 , 等 力 、宽度、顶底板 摩擦系数的增大而提高 , 随支架的 高度 、重 量 、煤层 倾角 的增大而降低 在支架前移过 程中 , 动态稳定性主要与支架自身的宽度 、 高度 、 重 量及底板的摩擦系数有关 , 此时最容易出现下滑或 者架间的挤咬 , 要想支架在工作过程中正常推进 , 往 往需要借助邻架的支撑或者使用防倒防滑装置 。 液压支架防倒分析 在工作面倾角一定 的情况 下 , 液压支架在接触 顶板前 , 或者是脱离顶板后 , 其倾倒趋势只和支架自 身的宽度和重 心位置有关 , 如图所示 , 点表 示支架底座边缘即支架倾倒时的旋转中心 , 此时不 考虑相邻的液压支架 , 则支架的稳定条件为 二一 式中 支架重心到底座边缘的水平距离 支架底座宽度 工作面倾角 重心高度 。 一 切 吨 目川叨 考虑支架在工作状态受到顶板压力 , 相邻支架 间的挤压 , 如图所示 。 用表示支架所受到的 正压力 , 其大小等于支架立柱安全阀开启时所受的 压力 , 则相对于旋转中心点计算力矩 , 支架平衡 条件为 式 中 下架的挤压力 上架的挤压力 支架的工作高度 ‘ 支架 自重 。 由式可以看出 , 支架越宽 , 重心越低使用高 度越低 , 支架越稳定 , 越能适应较大的倾角 , 但是单 个支架的宽度并不能无 限地放大 , 要受配套设备及 工作环境所需的支护强度制约 , 所以通常把几个支 架用 防倒防滑机构连接起来 , 多台支架组成一个整 体 , 共同防止倾倒 。 液压支架防滑分析 大倾角工作面液压支架还有下滑的趋势 , 尤其 是在支架不接顶情况 下或者 移架的过 程中 , 支架移 架过程中的下 滑可以通过侧推千斤顶或者调底座千 斤顶来调整 , 这里 主要分析静态稳定性 , 在自重作用 下 , 参考图 , 支架稳定的条件是 即 式中广一底座底板与煤层底板的摩擦系数 , 一般 取 二 一 。 。 “时, 可认为支架不会主动下滑 。 根据液压支 架设计规范规定 , 工作面倾角大于 “时, 液压支架 必须配备防倒防滑装置 。 防倒防滑措施 随着综采工艺水平 的不断提高 , 在倾斜煤层中 也普遍采用了综合机械化开采工艺 , 但 由于煤层倾 角大 , 综采工作面设备的防倒防滑问题也成了与安 全高效生产息息相关的问题 。 近年来 , 大倾角煤层 的综采工作面的设备防倒防滑技术日趋完善 , 从工 作面的设备布置到支架的防倒防滑再到输送机 、 采 煤机的防倒防滑 , 都有了较全面的发展 。 工作面布笠 大倾角工作面的布置形式直接影响到防倒防滑 的效果 , 如图所示 , 大倾角厚煤层在布置工作 面设备时 , 往往 下端头有一定的弯 曲 , 逐步递减倾 角 , 增大下端头支架的稳定性 , 有条件的工作面煤 层厚 、倾角相对较 小可以逐步过渡到水平 , 这样 布 置的优点是在下端头形成一个倾角小甚至水平布置 的稳定支撑 , 推移工作面支架时先下后上 , 一架靠一 架 , 避免出现倾倒和下滑 。 缺点是弯曲半径受输送 机最大弯曲度的影响 , 每架最多相对与上一架偏转 , 采高较大的支架因为要考虑顶梁宽度既在弯曲 段时有一定移架间隙又在直段时能完全封闭顶板 , 偏转角度还会更小同时 , 工作面下端头弯曲部分留 有一部分底煤 , 一定程度上降低了回收率 。 综合来 说这种布置方式便于生产和管理 , 适用于大倾角 、厚 煤层工作面 。 图工作面布圈 珑 加 口加加 煤层厚度不大或者倾角相对较小的工作面往往 采用图所示的布置方式 , 这种方式和水平布置相 近 , 但工作面没有水平端的稳定支撑 , 不便于生产管 理 , 也存在一定的安全隐患 , 这种布置方式的难点是 处理好下排头支架下滑的问题 , 尤其是排头第架 。 对于大倾角工作面的布置 , 往往推荐图所 示的布置方式 , 从整体上提高工作面的稳定 性和安 全性 , 简化了输送机和装载机的搭接配合 , 也便于生 产和管理 。 防倒 防滑装里 大倾角工作面液压支架的稳定性分析及防倒防滑措施 龚宇 , 等第卷第期 防倒防滑装置分为 支架防倒装置 、支架防滑装 置 、输送机 防滑装置种 , 其中支架的稳定性是防倒 防滑的基础 , 输送机通过与支架的连接实现防滑的 目的 。 图防倒防滑装工示意图 山 一 吨 防倒装置排头架防下滑装置前防滑装置调底座装置 防倒措施 液压支架的防倒一般有平拉和斜拉种 , 平拉 见 图在相邻两架或三架间设置防倒装置 , 即在 邻架间顶梁处设置防倒千斤顶 , 通过千斤顶的作用 , 既能把支架连成一体增强抗倒性能 , 又不影响支架 的正常推溜和移架 。 斜拉是在相邻两架间设置由千 斤顶和锚链组成的斜拉防倒千斤顶 , 一端固定在上 方支架的底座上 , 另一端固定在下方支架的顶梁上 , 调节千斤顶形成防倒 。 防滑措施 防滑分为支架防滑和输送机防滑 。 支架防滑是 在底座前部或后部设防滑装置 。 前部在过桥处相邻 两架间设防滑千斤顶 , 相互拉紧防止移架时下滑 后 部排头第架用千斤顶加锚链的连接装置与上部支 架相互连接 , 达到牵拉防滑 , 连接位置 一般是底座 , 也有采高较大 的支架连接在连杆上 。 其余支架通过 调底座千斤顶和 顶掩梁侧护 板的支撑来防止下滑 。 支架移架时 , 牵拉装置暂时放松 到位后 , 先拉紧 , 调 整支架后再升柱支撑顶板 。 输送机防滑一般是在支架底座和输送机之间设 置防滑千斤顶 , 在推拉溜时可以牵制输送机的下滑 。 对于前部输送机 , 在液压支 架设计时可以适当控制 推移装置和底座的间隙 , 使推移装置能够起到好 的 导向作用 , 既能在推溜时控制输送机的下滑 , 又能在 移架时控制支架的下滑 。 对于放顶煤支架的后部输 送机 , 可以在支架后部连接一个底托架 , 后部输送机 卡在底托架上对于支架可 以前后 滑动 , 限制左右摆 动 , 也能达到防滑的目的 。 结语 液压支架的稳定性是大倾角综采工作面煤层开 采和围岩控制的基础 , 也是采煤工艺中的重点和难 点 , 只有液压支架能够站稳 、 撑牢 , 其他设备才能正 常工作 , 才能实现综采工作面的高产高效 。 目前 , 通 过一定的防倒防滑措施 , 综采设备已经广泛应用到 大倾角工作面 , 有效保证了工作面的安全生产 。 参考文献 【伍永平 大倾角煤层开采 “顶板、支护、底板”系统稳定性机动力学 模型【煤炭学报 , 以又 , 一 【 〕林忠明 , 陈忠辉 , 谢俊文 , 等 大倾角纵放开采液压支架稳定性分 析与控制技术煤炭学报 , 鸿 , 二一 作者简介龚宇 一 , 河南南阳人 , 助理工程师 , 以 年毕 业于河南理工大学 原焦作矿业学院机械系 , 现在郑州煤矿机械集 团有限责 任 公司 研究所 从事液 压支 架设计工作 , 一 , 因阳山 收稿日期 二 巧 一