“矿井液压起吊设备”的研制与开发

【摘要】但是，目前根据矿井拆安的需求，对具体条件的适应性和本身工作的可靠性还需要进一步的提高。这就需要针对现有矿井液压起吊设备存在的问题进行科技攻关，研制出适合我国矿井拆安架子...

摘要：矿井液压起吊设备，广泛地应用于矿山行业中，对矿井液压支架的分解、拆卸和组装的处理工艺过程。辽宁铁法公司研制的矿井液压起吊设备是在井下支架结构的基础上进行改进的新产品，操作液压式，安装分体化，分解、组装、起吊、折叠集于一身，减少能耗，减少维护，降低成本，省人省力、提高工作效率，是旧式固定式起吊架的替代产品。

关键词：煤炭企业 液压支架 分解组装 创新

1、项目提出的背景

随着国内固定式起吊架，配合手拉葫芦和绞车起吊运输，并没有平台可升降、可折叠成M型的液压起吊设备文献的报道，现在矿井使用简易的起吊设备一般是在巷道建筑一个固定峒室，在峒室内设计一个固定框架利用手拉葫芦起吊，小绞车配合运输的原始起吊运输方式。新型的起吊工作安全可靠，工作效率高，缩短了工作面的安装周期，该项产品在煤矿具有广阔的应用范围。解决井下综机设备和液压支架等拆除和安装带来的不便及安全性差、工作效率低、操作人员多等问题。该产品是专利产品。

矿井液压起吊主要设备，目前因具有生产连续性好、工作稳定性好、操作灵活、升降自如、展开折叠效率高，大大降低了工人劳动、处理能力较大等优点，被广泛应用于我国黑煤带，其中鹤岗、鸡西、七台河、双鸭山、沈阳、阜新、塑州等用户，现以由东北各局矿、逐渐推向全国各局矿。在我国煤炭行业，国内约45%的拆安设备采用此设备。

但是，目前根据矿井拆安的需求，对具体条件的适应性和本身工作的可靠性还需要进一步的提高。这就需要针对现有矿井液压起吊设备存在的问题进行科技攻关，研制出适合我国矿井拆安架子的系列换代产品。

2、技术开发状况

矿用液压起吊设备是矿井将完成综采设备升井前的分解和入井后的组装工作任务的设备。

项目研究的内容是理论创新：重点研究液压升降，伸缩理论，设计三层套筒；研究结构创新：主要是结构顶梁和箱体及连接件的优化设备，在保证安全设计参数的前提下，缩小设备的结构尺寸，研究技术创新：研究传动链轮的形式，传动链的设计造型，研究折叠的拉伸力及拉伸行程。

该项目将要研究攻克综采设备分解、组装、起吊、折叠运输一条龙生产线的配套设备和装置及液压缸控制技术。达到操作简单安全可靠，提高工作效率，节省工作人员。技术达到国内领先水平。

该项目关键技术与技术难题在于设备的升降、伸展、折叠、变形、起吊，通过理论研究、工程设计、科学试验、模拟试验、优化技术参数、样机试制中的不断改进，解决技术关键和技术难题。

主要技术指标：最大起吊高度3m，最大起吊重量32 t，工作状态尺寸（长×宽×高）4500×3100×3800mm，回复状态尺寸（长×宽×高）4000×1450×2100mm）。目前国内外技术处于领先。

矿井液压起吊设备发展趋势为：操作液压式，安拆分体化，拆装折叠集于一身，以最小移动空间思想来设计工作部件，减少能耗，减少维护，降低成本，提高工作效率，增加效益，延长使用寿命，在东北具有“变形金钢”之美称。

新型的矿井液压起吊设备结构，顶梁具有折叠、伸展，四个大立柱可使整套设备平稳升降，也可单独升降，简易的液压操作系统减轻了工人的劳动强度，经过不断的完善此设备国内居先进水平，填补了国内支架生产的空白，具有广阔的市场前景。

3、关键技术的开发和效果论述：

矿井液压起吊设备的主要技术经济指标是对矿井液压支架的分解、拆卸和组装；也适用于其他综采设备如采煤机、运输机的分解、组装及散件的装卸设备。处理能力（超过原计划数量），影响矿井液压起吊设备处理能力的因素是综合的，但关键是设备的结构设计要合理，结构设计优劣是影响矿井液压起吊设备处理工艺水平高低和处理能力的直接因素。

1）液压式的改进

原控制系统为手动，操作人员需到设备面前操作，费时费力。

现增加液压式启动装置，可离设备5～10米外操作设备，安全可靠，省人省力，能同时升降，也可单一升降。

2）顶梁的改进

原支架是固定式，占用井下空间较大，检修工人危险性高。

现采用本公司新研制折叠顶梁，安全系数高，可伸展、可折叠、大大减少了井下巷道空间的占用。

3）四立柱的改进

原支架只是单一的固定高度，工作大有不便。

新型的四立柱通过液压缸的控制，可提升不同的高度，使架子稳稳的站在工面上，压力可根据架形情况设定为一个固定高度，锁住。操作简单，安全可靠，无论想提升多大的高度，可根据需要，四立柱都能按指定的高度完成，大大减轻工人的工作强度。

4）液压缸的改进

原支架无液压缸。

现增设四个液压缸可使设备自由平稳升到指定高度。

5）圆环链的改进

原支架链子强度不够易发生事故。

现改用高强度矿用圆环链φ18×64-C符合GB/T12718-2001标准，适合起吊重物。

6）防腐工艺的改进

原设备易腐蚀，使用寿命短，如果采用不锈钢材质，不但造价高，强度也达不到使用要求。

现根据液压支架的使用特殊环境，采用造船的防腐工艺进行三层防腐处理，大大延长其寿命。

7）吊钩的改进

原支架是用手拉葫芦，操作笨拙。。

现采用新型45#经淬火加工成专用吊钩，一步到位直接伸入架子孔内。

8）运输车的改进

原支架设备无运输车，维修、移动都不方便，下井升井分体，影响使用效果。

现采用我公司自行设计的专用运输车，设备合拢后整体坐在运输上，运输车通过行走轨道可直接将设备运输到指定地点。

9）结构的改进

原支架单薄。起吊重物摇晃，搬运费时、费力。

新型支架采用框架结构，可分解成几部分，送到指定地点后，可组合安装，安装简单方便。

通过新型液压支架在黑煤双鸭二矿的试用，，根据现场使用情况又进行进一步的完善，现已正投入矿井使用，效果非常好，领导和工人赞不绝口。现已定型生产进入批量生产。执行《矿井液压起吊设备》Q/WY019-2010标准，各项技术指标达国际领先水平。

4、经济和社会效益分析

产品生产成本估算、销售收入估算；财务分析，以动态分析为主提供财务内部收益率、贷款偿还期、投资回收期、投资利润率、财务净现值等指标；不确定性分析；主要进行盈亏平衡分析和敏感性分析，对项目的抗风险能力做出判断；财务分析结论；经济效益和社会效益分析。

预计每台成本20万元，销售价格35～65万元，每台利税10.9～19.7万元。随着公司产品得到市场的认同，当产品规模化批量生产后，可形成年生产能力50台/年。年创产值1750～2275万元，实现利税545万元～985万元。

预计黑煤集团和甘肃地区煤矿该产品为每年100台，其市场前景可观。2011-2012年主要打入黑煤市场，推广使用30台，现以实现预计；2011年开始向全国推广60台/年，该产品项目实施后，不仅促进社会经济发展，产生良好的经济效益，同时可吸纳30名左右社会劳动力就业，也将带来一定的社会效益。

该产品在煤矿中使用反映较好，预计今年将销售网络逐步遍及全国，下半年将推广到越南、俄罗斯、澳大利亚等周边国家，其市场前景可观。

结论：

矿井液压起吊设备是在固定式支架及手拉葫芦和绞车起吊运输基础上进行改进的新产品，从机械性能、结构设计、操作控制、处理能力上都较普通支架有了一个飞越，该项目填补了我国矿井综采设备升井前支架的分解和入井后的组装处理的多项空白，产品共获2项申报国家专利。是旧式支架的替代产品，该项目的实施也将为地方经济建设和社会发展做出了一定贡献。

作者简介：王守国（1976-）毕业于鹤岗职工大学，专科学历，现黑龙江龙煤集团鸡西分公司双河煤矿通风区从事技术指导工作。