综采液压支架操纵阀手柄闭锁在“四难”煤层中的使用

高宝安 李守广 刘恩民

（枣庄大兴矿业有限责任公司，山东 枣庄 277319）

1 概况

枣庄大兴矿业有限责任公司地质条件是国内煤矿开采中极少见的，山东矿机集团专门设计难采煤层综采ZPY4800/14/28QS 液压支架，适应倾角≤40°（仰角≤25°）、“三软”煤层 、煤层分层铺网开采。采煤机使用双滚筒MG170/410-WD 型，采高为2.8m，截深0.6m，适用煤层倾角≤35°，工作面采用SGZ630/264 刮板输送机运煤。

2 工作面概述

2.1 工作面地质条件

2东303 是该矿首个综采工作面，走向北东，倾向北西，平均走向长度393m，倾向长度平均152m，煤层倾角22~30°,煤层厚度平均3.3m，以黑色亮煤、镜煤为主，煤层有滑面，显鱼鳞薄片状。顶板为泥岩，平均厚度为0.42m，直接顶为中细砂岩，平均厚度为2.4m，顶板裂隙发育、易冒落；底板岩性多为泥岩，平均厚度为0.4~1.3m，老底为砂泥岩，平均厚度为5.06m。煤层及顶板具有弱冲击性。矿井井田构造复杂，井田内断层较发育，岩石机构松软，抗压强度低，具有可塑性、膨胀性、崩解性以及扰动性等特征，是典型的“三软”煤层。

2.2 自然条件对支架操纵阀手柄带来的安全隐患

2东303 工作面共有液压支架93 架，每个支架共有14 个操纵阀手柄。操纵阀分成3 组在不同位置固定，其中1 组为8 个操纵阀手柄，用于立柱、推移、平衡、抬底、撑帮板、伸缩梁、侧护、底调千斤顶的操控，也是每个支架的主要阀组，本文仅以此阀组进行论述。

由于受大倾角、大仰采、“三软”煤层、分层（铺网）开采地质条件影响，综采工作面生产以来，架前、架间漏顶、煤壁片帮、底软、撕网卷网等问题一直困扰着支架回采作业。频繁出现的挤架、咬架、倒架现象，致使架前上部顶板漏空。630刮板输送机“压死”问题时常发生，支架操作手柄常常被矸石埋在下面，进而诱发更加严重的支架倒架现象，严重影响支架操纵阀手柄的正常操作，造成严重的事故隐患。采取综采液压支架操纵阀手柄闭锁安全措施刻不容缓。

2.3 支架操纵阀手柄误操作带来的生产问题

滚落的矸石进入架内砸到或碰到立柱操纵阀手柄，或人员在转运物料期间碰到、刮到撑帮板操纵阀手柄，造成支架降架，采煤机撑帮板收缩。

（1）导致顶板矸石冒落，矸石会“压死”工作面溜子，工作面不能运输，影响生产；

（2）导致架撑帮板会卡住溜子，工作面不能生产，同时，工作面冒落的矸石不能运输，工作面不能正常通风，影响安全；

（3）导致顶板空顶，支架无支撑力，继而又造成支架挤架、倒架；

（4）导致采煤机撑帮板收缩，可能造成采煤机截齿损坏，威胁人身安全。

3 液压支架操纵阀手柄闭锁装置设计

3.1 液压支架操纵阀手柄闭锁结构

根据ZPY4800/14/28QS 液压支架操纵阀手柄安装位置，考虑到在不影响正常使用、又便于实际操作的情况下，用Φ10mm 圆钢加工成50×500mm的长形环，在长形环左端1/3 处焊一立筋，一方面起到加强作用，另一方面起到使系着的小链不窜动，如图1 所示。

用δ10 钢板加工2 块支撑板，每个支撑板上各钻2 个Φ13mm 的孔，用于与阀组架固定，在支撑板的立面各做2 个60°（Φ16×36mm）的斜口，一方面起到卡住长形环的作用，使其不脱落，另一方面是操作方便；再用Φ4×310mm 小链一端套在长形环里，一端焊接在左侧支撑板的下部，使长形环不掉落，起到提高效率的作用，如图2 所示。

图1 长形环结构图（单位：mm）

3.2 液压支架操纵阀手柄闭锁装置的安装

在ZPY4800/14/28QS 液压支架手柄固定板的两侧面，分别固定支撑板和长形环，将8 个操纵阀手柄全部套进长形环里，再将长形环卡进60°的斜口里，这样8 个操纵阀手柄就被长形环卡住了，如图3 所示。当需要带压擦顶移架，支架工首先将手柄闭锁长形环从侧板斜口中取出，然后才能手动操作带压擦顶移架，操作完毕，操纵阀手柄恢复到零位，将长形环手柄闭锁再放回60°的斜口里，以此类推。工作面偶尔出现滚杆或架间、架前漏顶，矸石即便砸到或推到任1 个操作手柄上，由于液压支架操纵阀手柄闭锁能承载200kg 重量，再加上操纵阀手柄是在支架两棵立柱的中间部位，液压支架也不会误动作。

图2 支撑板结构图（单位：mm）

图3 手柄闭锁装置安装示意图

4 液压支架操纵阀手柄闭锁改造后的效果

ZPY4800/14/28QS 液压支架操纵阀手柄闭锁改造后，能有效防止滚落的矸石进入架内砸到或碰到立柱操纵阀手柄；能有效防止人员在转运物料期间碰到、刮到撑帮板操纵阀手柄；工作面在放炮期间，避免飞溅的矸石击打到操纵阀手柄造成误动作，对工作面支护、设备造成安全隐患。该改造结构上简单，操作简便，安全可靠，实用性强，投资少。

5 结语

在大倾角、大仰角、“三软”煤层、分层（铺网）开采极其复杂的条件下使用ZPY4800／14／28QS液压支架，在探索和实践中总结出防止支架操纵阀手柄误动作的装置。经过“2 东303、2 北201”综采工作面两年多的应用，支架操纵阀手柄从未发生过误动作。通过有效的闭锁控制，综采支架操作的安全性能得以提高，矿井生产效率显著提升，为综采支架在难采煤层机械化开采奠定了基础。