ZF8000/20/38型液压支架伸缩梁顶双向锁改进

周 军，李 程

(潞安集团 余吾煤业公司，山西 长治 046103)

随着综采技术的发展，液压支架的应用使顶板支护、工作面割煤和输送机推移等工序实现了机械化，在生产过程中，当采煤机滚筒割过煤后或顶板煤墙出现片帮时，为使暴露的顶板得到有效支护，液压支架设计了伸缩梁机构，以维护裸露的顶板，避免或减缓架前冒顶事故，但在移架过程中，由于煤墙条件等问题，伸缩梁往往不能及时收回，就会导致伸缩梁前端插板或长杆、短杆损坏，进一步导致逼帮板不能有效支护煤墙，给正常的生产及检修作业带来困难，为此，对伸缩梁千斤顶双向锁改进为浮动双向锁，以更好的保证综采工作面的高产高效。

1 ZF8000/20/38液压支架前探梁

前探梁整体结构如图1所示，主要由前梁、伸缩梁、插板、逼帮板、短杆、长杆、逼帮板顶、伸缩梁顶组成；当伸缩梁顶动作时，带动伸缩梁与插板共同在前梁框架导槽内移动，实现伸缩梁的移动；当逼帮板动作时，以逼帮板顶作为驱动、插板作为逼帮板顶的支撑部件，由伸缩梁、长杆、短杆、逼帮板共同连接构成小四连杆机构(如图2)，伸缩梁作为机架，逼帮板作为连杆架，起到支护煤墙的作用。

图1 前梁、伸缩梁、逼帮板结构

2 ZF8000/20/38液压支架伸缩梁的使用现状

在生产过程中，当割完一刀煤后，在液压支架拉架过程中，受煤墙片帮、顶板破碎等情况影响，为避免漏矸，伸缩梁、逼帮板往往会延迟收回，这就导致在拉架时，伸缩梁前端及逼帮板靠煤墙侧就会受力过大，一方面，构成小四连杆机构的长杆、短杆也会受力损坏(如图3),另一方面，支撑逼帮板顶的插板前端很容易受力损坏(如图4、图5)；进而导致小四连杆机构不再稳定，作为驱动部分的逼帮板顶不能有效动作，逼帮板无法完全打开，进一步导致逼帮板不能有效支护煤墙，通过对余吾煤业公司N1205综采工作面液压支架该部位统计，由于插板、小四连杆损坏导致逼帮板无法正常动作的液压支架占到总数的74%，给正常的生产作业及检修带来困难，严重制约了综采工作面的安全生产。

图2 逼帮板小四连杆机构结构

图3 小四连杆机构的长杆变形

图4 伸缩梁前端插板断裂

图5 伸缩梁前端插板耳断裂

3 ZF8000/20/38液压支架伸缩梁顶双向锁改进方案

3.1 双向锁改进思路

原有ZF8000/20/38液压支架伸缩梁千斤顶液压原理如图6，中间通过双向锁的作用来维持千斤顶工作状态，操作液压支架上其它操作阀手把时，伸缩梁不会动作，即伸缩梁千斤顶的动作仅可通过伸缩梁操作阀来实现。

图6 ZF8000/20/38型液压支架伸缩梁千斤顶液压原理

通过对伸缩梁使用现状的分析，逼帮板小四连杆机构的损坏主要是由于在拉架时，伸缩梁不能及时收回，伸缩梁前端受力过大而造成的，因此通过对伸缩梁顶双向锁改进，在拉架时，当伸缩梁前端及逼帮板靠煤墙侧受力增大到一定程度时，能实现伸缩梁的自动收回，减少该部位受力，进而就可以保证逼帮板小四连杆机构及伸缩梁插板的完好。

3.2 伸缩梁顶双向锁改进方案

将伸缩梁顶双向锁改进为浮动双向锁，如图7所示。将推移千斤顶回液管串入浮动双向锁内，浮动双向锁进、回液腔就会联通，在操作推移顶移架时，当伸缩梁前端及逼帮板靠煤墙侧受力时，伸缩梁顶活塞杆处于“浮动”状态，可以随伸缩梁的受力情况自由收回，进而实现移架时伸缩梁收回的目的，避免了伸缩梁前端及逼帮板靠煤墙侧受力过大。

图7 改进后伸缩梁千斤顶液压原理

3.3 浮动双向锁结构及工作原理

浮动双向锁与普通双向锁相比，多一个控制口(如图8)，可与操作阀组共同控制液压支架的平衡，辅助千斤顶工作。当操作阀组处于中位且外力作用结构没有达到安全阀开启压力时，使浮动双向锁的两高压闭锁腔卸载连通，可使千斤顶长期保持某种工作状态，从而使液压支架在外力作用下起到应有的支撑作用[1]。

图8 浮动双向锁结构

图9 浮动双向锁结构

改进后浮动双向锁原理如图9所示，A、B端口与操作手把的进回液管路相连，C、D端口与千斤顶的进回液管路相连，K端口作为控制口与连接推移顶的回液管相连，当推移顶动作时，高压液由K端口进入浮动双向锁内，使其工作，将进回液腔联通，并与千斤顶进回液管路形成回路，伸缩梁顶活塞杆处于“浮动”状态，当伸缩梁受力，伸缩梁千斤顶活塞杆就会在外力作用下自由收回，避免了伸缩梁插板在移架时受力损坏。

4 效果与经济效益

4.1 有效支护

通过伸缩梁浮动双向锁的改进，使液压支架性能更加稳定，使逼帮板的支护更加可靠，有效保证综采工作面架前煤墙支护，为作业人员进入煤墙工作创造了安全的作业环境，保证了作业人员的安全。

4.2 降本增效

由于改进后插板损坏明显减少，逼帮板长杆、短杆小四连杆机构损坏明显减少，有效降低了支架的生产检修成本，避免了配件的频繁损坏，起到了降本增效的目的。

通过在井下S2108综采工作面的应用，伸缩梁插板、逼帮板动作小四连杆机损坏率降到了2%，伸缩梁顶浮动双向锁改进取得了明显的效果，为工作面的高产高效提供了有效保障。