综采工作面液压支架油缸更换辅助装置的分析与应用

宋 鑫

（山西焦煤霍州煤电集团晋北煤业公司，山西 忻州 034000）

1 项目概况

综采是一种长壁采煤法综采工艺，在长壁综采工作面布置液压支架、刮板输送机、滚筒采煤机，在运输巷布置顺槽转载机、可伸缩带式输送机等。综采工作面采用超长布置，即面长按两个综采面长度布置，采煤机用两台，骑在同一部刮板输送机上，分别截割上半个面和下半个面的煤壁，也可在超长综采面中部布置中间巷作运输巷，在综采面的上半和下半工作面各布置一部刮板输送机相向运输，形成对拉综采工作面。为进一步挖掘长壁综采面生产潜力，提高产量和工效，使生产集中化，在实现高产高效的同时，降低巷道掘进率，减少煤柱损失，提高资源回收率，充分采动有利于地表下沉，采煤工人有时需要对工作面上的液压支架油缸进行更换，从而保证采煤机械设备的正常运转，在对油缸进行更换过程中，常常会用到辅助装置来进行操作。针对晋北煤业5-1031综采工作面液压支架油缸更换辅助装置在固定防止装置脱落和方便使用上存在的问题，提供了一种新型的更换液压支架油缸的装置并展开研究。

2 液压油缸更换辅助装置的分析

2.1 结构分析

更换液压支架油缸装置结构如图1所示。该装置主要包括固定座、支撑杆、第一固定块、链条和固定夹等部件，在支撑杆两端分别设有固定座，且固定座与支撑杆活动连接。

图1 更换液压支架油缸装置结构示意图

固定座结构示意图如图2所示[1-2]，主要外壳、第一螺栓、第一通孔和第二固定块等部件。外壳为长方体结构，且外壳顶部开设有凹槽，外壳一侧两端分别开设有第一通孔，且第一通孔内开设有螺纹；第一螺栓通过第一通孔与外壳固定连接，第一通孔内开设的螺纹纹路与第一螺栓表面开设的纹路一致，且第一通孔与第一螺栓相啮合；第二固定块设于外壳底部，且第二固定块与外壳底部为一体成型，第二固定块正面开设有通孔。

图2 装置固定座结构示意图

结合图1和图2可知，支撑杆设于第二固定块通孔内，所述活动夹与支撑杆成交错方式设置于支撑杆上下两侧，且固定座设于支撑杆上侧，支撑杆两端下侧分别设有活动夹，活动夹包括第一固定块、链条以及固定夹，所述第一固定块为内部中空长方体结构，所述支撑杆穿插第一固定块内部，且支撑杆通过轴承与第一固定块活动相连，链条一端与第一固定块底部活动连接，且链条另一端与固定夹顶部活动连接，通过固定座和固定夹的设置，将该装置通过固定座将其挂在需要装置液压支架油缸上，再将旋转第一螺栓，使其固定座与液压支架油缸相固定，从而为装置提供支撑力。

从固定夹结构示意图如图3所示[2-4]，固定夹设置左夹座和右夹座，使其工人可以通过固定夹对油缸进行固定，将固定座与固定夹之间设置支撑杆，工人可以轻松吊起油缸，从而有效地减低了更换油缸时应长期抬举油缸而带来的消耗人工劳力的的问题，保证了操作的安全性。

图3 装置固定夹结构示意图

固定夹包括左夹座、右夹座以及螺钉，左夹座外形为半圆形，且左夹座顶部设有插入槽，左夹座外表面靠近插入槽的一侧开设第二通孔，且第二通孔内开设有螺纹，第二通孔内开设的螺纹纹路与螺钉表面开设的纹路一致，所述螺钉表面与第二通孔内壁相啮合，螺钉通过第二通孔与左夹座相连，所述右夹座外形为半圆形，且左夹座底部通过第二螺栓与右夹座底部活动连接，所述左夹座与右夹座成对立设置于第二螺栓两侧，所述右夹座顶部设有连接弧块，且左夹座与右夹座通过连接弧块插入至插入槽内合并成一个圆形套环，且左夹座与右夹座内侧分别设有橡胶垫，所述橡胶垫的厚度小于左夹座和右夹座的厚度，通过支撑杆的设置，使其能够支撑液压支架油缸与固定螺栓或固定位置的对接，避免了撑液压支架油缸对接的过程中对不齐导致撑液压支架油缸损失以及更换失败情况出现，起到了撑油缸与固定螺栓或固定位置便于其对接的作用，通过对固定座设置第一螺栓，进而防止在吊取油缸时由于晃动而使得脱落，产生人员伤亡，从而达到了防止该装置在工作时发生脱落情况的目的[5-6]。

2.2 工作原理

该新型更换液压支架油缸装置在使用时，通过固定座和固定夹的设置，将该装置通过固定座将其挂在需要装置液压支架油缸上，再将旋转第一螺栓，使其固定座与油缸相固定，从而为装置提供支撑力，再通过对固定夹设置左夹座和右夹座，使工人可以通过固定夹对液压支架的固定，将固定座与固定夹之间设置支撑杆，工人可以轻松地吊起液压支架油缸，从而有效地减低了更换液压支架油缸时应长期抬举液压支架油缸而带来的消耗人工劳力的问题，保证了操作的安全性，同时，通过支撑杆的设置，使其能够支撑液压支架油缸与固定螺栓或固定位置的对接，避免了撑液压支架油缸对接的过程中对不齐导致撑液压支架油缸损失以及更换失败情况出现，起到了撑液压支架油缸与固定螺栓或固定位置便于其对接的作用，通过对固定座设置第一螺栓，进而防止了在吊取油缸时由于晃动而使得脱落，产生人员伤亡，从而达到了防止该装置在工作时发生脱落情况的目的。

3 实践应用及效果分析

山西焦煤霍州煤电集团晋北煤业公司位于山西省忻州市静乐县娘子神乡，井田处于宁静盆地东南部，井田面积为85 700 km2，保有储量7 890万t，设计生产能力120万t/a。采用斜井开拓方式，井筒数量为3个，开采水平为+1 380 m，现采煤层为5上#，采煤工艺为综采、低瓦斯矿井；水文地质类型为中等、具有自燃倾向性。1031综采工作面在对液压支架油缸进行更换时，以往的辅助装置在更换时固定性较差，使用不太便利，液压支架油缸更换花费时间较长，效率不高，影响煤矿开采效率。采用新型更换液压支架油缸辅助装置进行作业时，工人可轻松吊起液压支架油缸，并能防止其晃动。在整个作业期间，无液压支架油缸发生脱落等安全事故发生，工人劳动强度降低，更换效率大大提高。该新型液压支架油缸更换辅助装置的应用为企业创造了较好的安全经济效益。