大型支架井下拆装设备的开发与研究

摘要：

随着现代工业的飞速发展，煤矿行业机械化的投资得到广泛关注。我国大多煤矿行业采用具有先进科技的综合性大型支架，从而提高煤产量和采煤安全性。由于新型支架吨位过重，支架过大，运输条件艰苦等，无法直接在井下运行，必须使用拆装设备进行对支架拆解再装，多种对大型支架井下工作的阻碍促使拆装设备的新型开发。本文通过对大型支架井下拆装设备的开发与研究进行深入分析。

前言

进年来，煤矿行业的产量及人身安全问题受到重视，由于矿井内的条件艰苦、复杂多变、环境狭小，不适合在井下安装整体支架进行工作，需要将支架分解到井下再组装。这种方法存在多种不安全因素，应用效率偏底，严重影响煤矿井下工作的进行。采用新型综合支架的进下拆装设备，有效提高应用效率及安全性，使煤矿行业得到保障。

1.支架拆装设备结构

拆装设备的结构由框架（1）绳轮组连接（2）起吊（3）行走（4）卡紧（5）上下升降（6）等液压、电控系统组成。框架结构是通过焊接，使“工”字钢筋连接上梁立柱和底盘，4根上梁立柱内再分别安装4根内径为360mm缸径的双伸缩缸，共长度为2000mm。伸缩缸的尾端与立顶端连接，再连接轴耳连接活塞杆端部的导滑轮，导滑轮作为伸缩缸在工作中的导向，使钢丝绳的一端固定于立柱上，另一端通过导向滑轮结构与起吊机相固定，这样一来，通过4根伸缩缸的伸缩原理来掌控支架的升降。为保证升降支架的强度，增加强筋，绳轮组结构由2组滑轮和绕绳组成，可以平衡钢丝绳平衡受力情况。

钢丝绳应该选择单根承载能力在40t以上的钢丝绳，行走机构通过防爆电机与专用减速器在减速过程中将拆装机的行走轮连接来进行拆装机的运行。运行速度应该为0.4m/s。

起架结构是将支架的全部部件起吊，并通过内外层机板将其稳定平衡。

行走机构是利用电机带动液压机，将行车轮沿及框架沿2700mm-2800mm轨道行走。

卡紧机构和上下升降机构都是针对部件进行调整，卡紧部件和起吊部件。

各机构都为支架部件在运行过程中起到平稳的安装及拆卸发挥作用。

2.支架井下的拆装设备运输研究

2.1罐笼制约

罐笼在煤矿生产中是必不可少的一部分，是矿井内提升系统最重要的设备之一。使用大型罐笼对支架进行井下运输是煤矿生产中的理想选择，但由于矿井建设中，一些新型工作范围和新型设备器材体积超过罐笼的尺寸，因此需要将大型支架设备拆解，再运输至井下。

2.2巷道制约

地下煤矿生产离不开巷道，巷道的多重用途增强了其重要性，巷道是地下运输的必备通道，我国对巷道工程也有相关一系列的标准和规范。巷道的形状、规格都不尽相同，但需根据地下煤矿井的需求来规定其形状和规格大小。由于巷道本身的受限制性，所以，巷道会给井下运输带来相应的阻碍，比如巷道施工中可能会遇到上下坡的问题，产生的倾斜度为运输带来障碍，严重时可能会对运输物件的稳定性带来影响。

3.大型支架拆装注意事项

拆装大型支架前，需要建立两条分别为900mm和1200mm轨距的轨道，轨道用于运输支架车和拆装设备。在井下拆分和安装时，拆装组件比较大，整体下井较困难，为此，最佳方式是将其分解为3部分，将支架分为左右两部分，与螺栓连接，4根立柱与底盘连接，解决拆装设备的难题。

拆装后的设备在井下进行安装时，两段与螺栓连接，相互连接的顶梁起吊至固定位置后，4根立柱连接至顶梁下端，行走机构（5）与4根立柱固定后，再连接其它附件。

安装时需要注意4根立柱的平行度与垂直度，这将直接影响拆装机的使用。大型支架的重量和外形如果起过罐笼的规格，需要将其支架的底座、顶梁、尾梁等拆解，运送到指定位置。

大型支架的安装顺序为：先将支架底座通过900mm轨道放置指定位置，开启拆装设备，将支架顶梁运到平板车上，启动操作阀使4根立柱缩回，利用滑轮组将钢丝绳的一端与升降机构连接，将其上升，吊至适合高度，卡紧机构，使其平衡、稳定。拆装设备吊起的顶梁运送到运输车上，开启操作阀，4根立柱伸出，卡紧设备，将底座和顶梁与销轴孔相连，然后再将销轴孔与底座相连。

支架底梁和顶梁的安装顺序一样，安装完底梁后将组装好的支架运送到采煤工作区。为下一安装周期做拆装准备。

整体安装时间约为2.5小时左右，这种设备安装速度快、操作简单、安全性能高，在卡紧过程中使起吊起物件一直处在平衡状态。

设计中体现的拆装设备对于大型支架或超大型支架都可以完美运行，对于独特外形的支架拆解时，需要满足罐笼的规格要求，起吊时拆装设备会根据自己的平衡点，使拆解部件一直处在平衡中。设计要求重点是升降机运作时，自动配液，4根立柱伸缩畅通，无卡阻状况。这种设计工作效率超过原来设计安装方法的6-9倍，在井下安装节约不少时间，并且基本自动化处理，对煤矿生产起到重要作用，打下良好生产基础。

4.结论

综上所述，煤矿行业的机械化发展得到各界的关注，在原始支架运用上具有一定的影响、提升。最新拆装设备的技术研发使井下操作时间大大缩短，并且操作简单、安全性能高。基本自动化处理的拆装设备也为煤矿产量做出保障。由此可见，此种拆装设备的方法设计经济价值高且安全，因此，我国应该大力推广该设备技术，使其得到广泛的应用。