ZY3300/7.5/15型液压支架支护方式的改造

范子国

(河北天择重型机械有限公司， 河北 邯郸 056200)

0 引言

煤炭工业是国民经济重要的基础产业。根据煤厚分类，薄煤层采高为0.5～1.3 m，我国的薄煤层资源丰富，薄煤层所占储量为总采储量的17.5%[1]。薄煤层分布面广、煤质好，但薄煤层采煤生产效率低。山西临县华烨煤业有限公司为了有效利用这些薄煤层煤炭资源，延长矿井的服务年限，提高采煤效率，用薄煤综采采煤方式代替了原来的普采采煤方式。 该工作面配套设备为：中间支架ZY3300/7.5/15，过渡支架ZY4000/14/26,采煤机MG210/485-PWD,刮板输送机SGZ630/220,中部三机配套图见图1所示。

该工作面基本情况为：煤层厚度1.0～1.2 m；工作面长度150 m ；工作面倾角≤9°；采煤工艺一次采全高；顶板条件较好 ，支护方式采用了滞后支护方式。一般循环方式为割煤-推溜-移架，特点是支架滞后时间较长，梁端距大，支架顶梁较短，适用于稳定、完整的顶板。

液压支架主要技术特征：

支架型号 ZY3300/7.5/15

支撑高度/mm 750～1 500

支架宽度/mm 1 450

支架中心距/mm 1 500

支架初撑力/kN 2 618(P=31.5 MPa)

工作阻力/kN 3 300(P=39.7 MPa)

图1 中部三机配套

支护强度/MPa 0.42～0.48(f=0.2)

底板比压(前端)/MPa 1.74～1.76(f=0.2)

移架步距/mm 800

泵站压力/MPa 31.5

运输尺寸(长×宽×高)/(mm×mm×mm)

4 500×1 450×750

操纵方式 邻架控制

1 存在的问题

该套薄煤综采设备在初期采煤过程中，使用效果较好，采煤效率比以前普采采煤方式相比有了很大提高。随着采煤工作面的推进，工作面顶板情况发生了较大的变化，局部顶板较软，容易破碎垮落，这给支架支护带来了很大困难，而且存在安全隐患,通过充分协商沟通后决定将原滞后支护方式改为及时支护方式,即工作循环方式为割煤-移架-推溜，这样顶板暴露时间短、梁端距小、支护效果好、安全性高。采用及时支护方式的最好方案需要重新进行支架设计制作，经双方协商，要尽量在原支架基础上进行改造，既能达到目的，又能减小对生产的影响，还能减小投资。

2 改造设计原则

及时支护方式改造方案的设计原则，就是要求采煤机及刮板输送机、液压支架主体不作改动，仅对液压支架进行局部改造，主要目的减小梁端距。根据上述原则要求，有两个途径，一是加长顶梁部分，加大支护长度；二是使底座部分变短，刮板输送机后移，相当于变相加长了顶梁长度。如果顶梁长度太长，支架受力就不合理；而减小底座长度，在结构上及操作上都不现实。经反复研究分析，最后决定减小推杆前部长度，这样从操作上容易实现。因此，最终确定从两方面进行改造,即一方面加长顶梁长度，另一方面缩短推杆长度，从而实现及时支护操作方式。

3 具体改造措施

1) 加长顶梁措施。由于本批支架正在井下应用，不能把顶梁拆下运到地面改造，故决定在地面制作加长套，加长套制作完成后运到井下，然后安装到顶梁前端。这样对加长套设计制作的要求比较高，一是要求加长套整体强度高，二是要求加长套重量轻，三是要求加长套设计制作间隙适当，能满足不同顶梁装配的需要。加长套安装到顶梁上后，组装后效果为顶梁前部加长300 mm；为满足强度要求，加长套设计总长700 mm，插入顶梁后重合量400 mm；为满足加长套强度高及重量轻的要求，加长套重要部位钢板采用高强度钢板，上板厚度20 mm，筋板厚度12 mm，下板厚度16 mm，下板比上板短100 mm，并且在下板上开豁口，不仅能在焊接时增加焊缝长度，而且还能减轻质量，即在上板开8个直径50 mm圆孔,增加与顶梁焊接量。具体结构如图2所示。

图2 加长顶梁

2) 缩短推杆长度，主要是重新制作新推杆。新推杆在原推杆基础上前端需缩短350 mm，前端弯板处宽度需变窄20 mm，避免推杆收回到底座内后与底座左右挡块干涉，见图3所示。

图3 缩短推杆长度

4 实际应用情况

按上述方案进行了图纸设计，制作了顶梁加长套及短推杆。顶梁加长套及新制作的短推杆运到矿方后，矿方组织人员将顶梁加长套安装于顶梁前端，将原推杆拆下，换上新制作的短推杆，这就完成了及时支护方式装备的改造。顶梁加长套及新推杆安装完成后，减小了梁端距，支护效果得到了提升，加快了工作面推进速度，人员的安全也得到了有效保障。改造后中部三机配套如图4所示。

图4 改造后中部三机配套图

5 结论

通过对ZY3300/7.5/15薄煤层液压支架的及时支护方式改造设计，既克服了原支架梁端距大的不足之处，又没有改变原支架的主体结构，具有投资小、改造速度快、见效快、安全性强等特点，经井下实际应用效果显著，不仅保证了安全生产，而且提高了生产效率，也对其他类似情况有一定的借鉴意义。