井下快速拖移滑板的研制与应用.pdf

扫码移动阅读 第 ４１ 卷 第 ３ 期 ２０２０ 年 ６ 月 煤矿机电 Ｃｏｌｌｉｅｒｙ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ.４１ Ｎｏ. ３ Ｊｕｎ. ２０２０ 康健. 井下快速拖移滑板的研制与应用[Ｊ]. 煤矿机电ꎬ２０２０ꎬ４１３１０３￣１０５. ｄｏｉ１０. １６５４５/ ｊ. ｃｎｋｉ. ｃｍｅｔ. ２０２０. ０３. ０３３ 井下快速拖移滑板的研制与应用 康健 兖州煤业股份有限公司 南屯煤矿ꎬ 山东 邹城 ２７３５１５ 摘 要 目前大型煤矿均采用综合机械化采煤ꎬ其中液压支架等大型设备数量多且自重大ꎬ运输 到井下需先解体ꎬ再组装运输到工作面ꎬ综采完成后仍要重复解体、运输、组装ꎮ 传统方式一般采用 平板车运输、单轨吊吊运或铺设专用轨道进行转运ꎮ 这几种方式不但成本高ꎬ而且效率低ꎮ 通过分 析和研究ꎬ研制了一种快速拖移滑板ꎬ可实现液压支架等大型综机设备的快速运输ꎬ具有简便、高 效、安全等优点ꎮ 该快速拖移滑板经实际投入使用ꎬ取得了较好的效果ꎮ 关键词 转运ꎻ 滑板ꎻ 拖移ꎻ 支架安撤 中图分类号ＴＤ５６２ ＋ . １ 文献标志码Ａ 文章编号１００１ －０８７４２０２００３ －０１０３ －０３ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｆａｓｔ Ｍｏｖｉｎｇ Ｓｌｉｄｉｎｇ Ｐｌａｔｅ ｆｏｒ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ＫＡＮＧ Ｊｉａｎ Ｎａｎｔｕｎ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅꎬ Ｙａｎｚｈｏｕ Ｃｏａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ. ꎬ Ｌｔｄ. ꎬ Ｚｏｕｃｈｅｎｇ ２７３５１５ꎬ Ｃｈｉｎａ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔꎬ ｌａｒｇｅ ｃｏａｌ ｍｉｎｅｓ ａｄｏｐｔ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇꎬ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｌａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｓ ｌａｒｇｅ ａｎｄ ｗｉｔｈ ｈｕｇｅ ｗｅｉｇｈｔ.Ｗｈｅｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄꎬ ｉｔ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｄｉｓａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｆｉｒｓｔꎬ ａｎｄ ｔｈｅｎ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ. Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｍｉｎｉｎｇꎬ ｉｔ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｄｉｓａｓｓｅｍｂｌｅｄꎬ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄ ａｎｄ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ａｇａｉｎ. Ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｆｌａｔ ｃａｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎꎬ ｍｏｎｏｒａｉｌ ｌｉｆｔｉｎｇ ｏｒ ｓｐｅｃｉａｌ ｔｒａｃｋ ｌａｙｉｎｇꎬ ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｈｉｇｈ ｃｏｓｔꎬ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｌｏｗ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ.Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈꎬ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｆａｓｔ ｍｏｖｉｎｇ ｓｌｉｄｉｎｇ ｐｌａｔｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄꎬ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｆａｓｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｕｐｐｏｒｔꎬ ａｎｄ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｉｍｐｌｉｃｉｔｙꎬ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ. Ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｓｌｉｄｉｎｇ ｐｌａｔｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｕｓｅ ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔｓ. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｔｒａｎｓｆｅｒꎻ ｓｌｉｄｉｎｇ ｐｌａｔｅꎻ ｄｒａｇꎻ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｕｐｐｏｒｔ ０ 引言 随着机械化综合采煤的普及ꎬ越来越多的液压 支架等大型综机设备被应用于采煤工作面ꎮ 由于其 支架使用数量较多且比较笨重ꎬ需先解体、再运输ꎬ 综采完成后再重复解体、运输ꎬ从而导致劳动效率大 大降低ꎬ安撤环节重复且成本增加ꎮ 经反复分析研 究ꎬ决定设计一种快速拖移滑板ꎬ既可作为液压支架 等大型综机设备从安装、拆除到采煤工作面的拖移 运输通道ꎬ又可在拖移过程中提供滑移支撑平台ꎮ １ 井下转运支架运输方式现状分析 综采工作面液压支架及大型综机设备传统转运 方式大多采用平板车运输、单轨吊吊运或铺设专用 轨道ꎬ这 ３ 种方式都存在很大的缺陷ꎮ １ 平板车运输ꎮ 平板车转运需要重复将液压 支架拆解、组装、装卸车等ꎬ加大了工人的劳动强度ꎬ 增加了安撤环节的工作和成本ꎻ同时ꎬ也增加了井下 运输负担ꎬ降低了作业效率ꎮ ２ 单轨吊吊运ꎮ 当采用单轨吊转运时ꎬ可将液 压支架吊起运输ꎬ但支架的架体外形过大ꎬ通常会拖 地运行ꎮ 由于地面存在大量矸石、浮煤等杂物ꎬ在拖 运过程中造成障碍物堆积ꎬ导致单轨吊的梁线路高 度不够ꎬ无法起吊ꎮ 如采用人工卧底清理ꎬ不仅劳动 强度增加ꎬ还耗费大量人工ꎮ ３ 铺设专用轨道ꎮ 由于井下地面不平ꎬ支架不 能直接拖运ꎮ 一般在综采完成后会铺设水泥专用通 道ꎬ通过绞车牵引将支架从综采工作面拖移到安装 洞室ꎮ 但铺设通道的工期较长ꎬ且支架拖移到洞室 后水泥通道就不能二次利用ꎬ严重影响转运效率且 成本较高ꎮ ２ 总体设计思路 一套完整的快速拖移滑板共分 ３ 部分端头滑 板、普通滑板、拐弯滑板ꎬ其通过两侧的链环将每节 滑板连为一体ꎬ链环固定在链窝内ꎬ并且由销轴为其 限位ꎬ每节滑板前后两侧均设有插板ꎬ安装时仅需将 每节对拼插接即可ꎬ如图 １ 所示ꎮ 每节普通滑板都 是通用件ꎬ可根据井下工作面实际情况ꎬ任意组合完 成各种距离和拐弯方向的支架运输ꎬ组装便捷ꎬ安 全、高效ꎬ易于操作[１￣４]ꎮ １ － 普通滑板ꎻ ２ － 拐弯滑板ꎻ ３ － 三环链板ꎻ ４ － 端头滑板ꎻ ５ － 销轴ꎻ ６ － 开口销ꎻ ７ － 螺栓ꎮ 图 １ 快速拖移滑板安装 ３ 结构设计 ３. １ 端头滑板 端头滑板为整套快速拖移滑板的导入及导出的 过渡部分ꎮ 其结构上方是厚度为 ２５ ｍｍ 的钢板ꎬ宽 度大于工作面支架的宽度ꎬ长度约为 １ ｍꎬ钢板下方 焊接均匀分布的 ６ 根 １６＃槽钢ꎬ钢板两侧焊接链窝ꎬ 前侧伸出插板ꎬ与普通滑板搭接ꎬ后侧根据需要做成 ５ １０ 的斜坡ꎮ 在拖移过程中ꎬ端头滑板完成液 压支架及大型综机设备从地面到拖移滑板的过渡ꎬ 省时省力ꎬ方便快捷ꎮ ３. ２ 普通滑板 普通滑板为整套快速拖移滑板的核心部分ꎬ其 结构与端头滑板的类似ꎬ上方为 ２５ ｍｍ 的钢板ꎬ下 方焊接均匀分布的 ６ 根 １６＃槽钢ꎮ 与端头滑板不同 的是其前后两侧共焊接 ４ 个链窝ꎬ２ 套伸出插板ꎮ 插板由 １４＃槽钢及 １０ ｍｍ 的加强筋焊接而成ꎬ一侧 与 １６＃槽钢焊为一体ꎬ另一侧伸出钢板ꎮ 前后两侧 插板伸出位置互补ꎬ当两块滑板对接时ꎬ插板伸出钢 板外的部分插入另一侧钢板下方ꎬ确保每节滑板连 接紧密牢固ꎮ 钢板上方一侧焊接 １２＃矿用工字钢ꎬ 防止拖移过程中支架受力不均ꎬ歪斜掉道ꎮ 同时ꎬ在 每节钢板上留有 ６ 个钢丝绳备用孔ꎬ每套拖移滑板 根据现场实际需拖移距离ꎬ加工 Ｎ 节ꎬ每节之间设 计理论间隙为 ８ ｍｍꎬ确保工作面支架在运输过程中 有一定活动间隙ꎬ提高支架在运输过程中的安全性ꎮ ３. ３ 拐弯滑板 拐弯滑板主要用于巷道转角部分ꎬ其结构为 ４ 种特殊滑板拼接而成ꎬ如图 ２ 所示ꎮ 即一块方形滑 板、一块三角滑板和两块左右对称的异形滑板ꎬ这 ４ 种滑板拼接成左右直角拐弯ꎮ 特殊滑板的结构 与普通滑板的类似ꎬ上方为 ２５ ｍｍ 的钢板ꎬ下方为 １６＃槽钢ꎮ 不同的是ꎬ特殊滑板之间不再采用链窝和 插板连接ꎬ而改为螺栓连接ꎬ即在滑板连接方向侧面 焊接 ２５ ｍｍ 的侧板ꎬ侧板上有 ２ 个定位孔ꎬ侧板两 侧有纵向加强筋ꎬ上方钢板相应位置留有操作孔ꎬ方 便螺栓的安装连接ꎬ拐弯滑板内侧钢板上方焊有 １２＃矿用工字钢ꎬ工字钢和方滑板外侧均有地锚预留 孔ꎮ 在安装时ꎬ可根据要求用锚杆固定ꎬ确保在支架 运输过程中滑板的稳定性ꎮ 拐弯滑板通过两侧的异 形滑板过渡后与普通滑板同宽ꎬ也采用链窝连接ꎬ拐 １ － 方形滑板ꎻ ２ － 异形滑板Ⅰ左ꎻ ３ － 异形滑板Ⅱ左ꎻ ４ － 三角滑板ꎻ ５ － 异形滑板Ⅰ右ꎻ ６ － 异形滑板Ⅱ右ꎮ 图 ２ 拐弯滑板 􀅱４０１􀅱煤矿机电２０２０ 年第 ４１ 卷 弯滑板的侧板与链窝同高ꎬ确保支架在拖移过程中 平稳ꎬ不出现卡阻等现象ꎮ ３. ４ 安装与维修 整套滑板在安装时应先用拐弯滑板定位ꎬ拐弯 滑板内各节之间通过螺栓定位连接ꎬ安装平整后再 连接普通滑板ꎮ 普通滑板之间通过链窝内的三连链 环固定ꎬ节与节之间应有间隙设计间隙为 ８ ｍｍꎮ 最后ꎬ连接端头滑板ꎮ 如需多次拐弯ꎬ均应先把拐弯 部分安装定位ꎬ再确定普通滑板位置ꎬ并可根据实际 需要增减长度ꎬ滑板上方的轨道也可灵活变节以满 足实际需要[５￣６]ꎮ 此拖移滑板材料主要为 ２５ ｍｍ 的钢板、１６＃槽 钢与 １２＃矿用工字钢ꎬ受力点主要集中在滑板上方 的工字钢轨道及链窝上ꎮ 因此ꎬ维修时应注意焊接 强度及质量检验ꎬ板与工字钢及链窝间的焊接位置 应采用双面全焊接ꎬ且焊缝高度不低于 １０ ｍｍꎬ链窝 为铸钢件ꎮ ４ 实际应用情况 该快速拖移滑板已在南屯煤矿 ３３０６ 工作面正 式投入使用ꎬ且达到预期效果ꎬ优势明显ꎮ 一方面ꎬ 大大缩短了支架的安装、拆除环节的时间和强度ꎻ另 一方面ꎬ此滑板在使用拆除后还可重复多次使用ꎬ有 效降低了生产成本ꎮ 同时ꎬ此拖移滑板可灵活变向 调节ꎬ使用范围更广ꎬ具有较高的推广价值ꎮ ５ 结论 １ 目前采用综合机械化的大型煤矿ꎬ为实现快 速运输并提高生产效率ꎬ设计了一种块速拖移滑板ꎮ 它既可作为液压支架等大型设备从安装、拆除到采 煤工作面的拖移运输通道ꎬ又可在拖移过程中作为 提供滑移支撑平台ꎮ ２ 该块速拖移滑板已在南屯煤矿工作面正式 投入使用ꎬ取得了较好的效果ꎮ 此滑板可灵活变向 调节ꎬ具有较高的推广价值ꎮ 参考文献 [１] 李福祥. 中厚煤层综采工作面液压支架快速回撤装置和回撤 方法[Ｊ]. 煤矿机电ꎬ２０１９ꎬ４０１８７￣８９. [２] 刘德宁. 竖井条件下重型液压支架整体无轨化快速搬运工艺 [Ｊ]. 煤矿机电ꎬ２０１９ꎬ４０２７９￣８１. [３] 郭曙光. 煤矿井下综采工作面撤架工艺的改进[Ｊ]. 煤矿机电ꎬ ２０１８６９２￣９４. [４] 丁传昱ꎬ朱庆霞. 矿用液压支架调头回转装置的设计[Ｊ]. 煤矿 机电ꎬ２０１５６１００￣１０１. [５] 盖明明. 液压支架回撤新技术的实践和应用[Ｊ]. 煤矿机电ꎬ ２０１５１１２２￣１２３. [６] 李菲菲ꎬ吴子恒. 跑车式液压支架组装架的设计及疲劳特性研 究[Ｊ]. 煤矿机电ꎬ２０１５２１０￣１２. 作者简介康健１９７９ꎬ女ꎬ工程师ꎮ ２０１７ 年毕业于山东科技大 学机械设计制造及其自动化专业ꎬ现从事井下设备的技术设计工作ꎮ 收稿日期２０１９ －０８ －２５ꎻ责任编辑贺琪 􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖 上接第 １０２ 页 参考文献 [１] 王国法. 高效综合机械化采煤成套技术装备[Ｍ]. 徐州中国 矿业大学出版社ꎬ２００８. [２] 王虹. 我国煤矿巷道掘进技术和装备的现状与发展[Ｊ]. 煤炭 科学技术ꎬ２０１０ꎬ３８１５７￣６２. [３] 杨仁树. 我国煤矿岩巷安全高效掘进技术现状与展望[Ｊ]. 煤 炭科学技术ꎬ２０１３ꎬ４１９１８￣２３. [４] 杜计平ꎬ孟宪锐. 采矿学 [ Ｍ]. 徐州中国矿业大学出版 社ꎬ２０１９. [５] 赵帅ꎬ李刚ꎬ周凯. 分体式超前支架组的支护强度设计[Ｊ]. 煤 矿机械ꎬ２０１３ꎬ３４１１１４￣１６. [６] 赵建武ꎬ桑盛远. 回风巷自移式超前支护支架组的研制[Ｊ]. 煤 矿机械ꎬ２０１０ꎬ３１３１４１￣１４３. 作者简介秦泽１９９１ꎬ男ꎬ工程师ꎮ ２０１９ 年毕业于中国地质大 学北京电气工程及其自动化专业ꎬ现主要从事技术管理工作ꎮ 收稿日期２０１９ －０６ －０２ꎻ责任编辑贺琪 􀅱５０１􀅱２０２０ 年第 ３ 期康健井下快速拖移滑板的研制与应用