端头切顶液压支架

L型底座的端头切顶液压支架
综放工作面的皮带顺槽端头处布置有前后部运输机机头和转载机机尾等设备，是行人、通风及输煤的咽喉，该处管理和支护的好坏，是决定工作面能否正常生产、工作面安全程度的关键。运河煤矿综放工作面的皮带顺槽切顶线处一般支护宽度在1.6米到2.0米之间，一直采用一字梁配合液压单体对柱进行支护和切顶（该处的单体支柱称为关门支柱），对柱的间距为0.5米，一般需要使用五组对柱即十棵单体支柱以加强支护，工作面每推进二排在拉移转载机后，就进行一次支、回作业。由于作业空间狭小，只能二人配合作业，回出的单体支柱还需要人工从转载机上运出，每次支回作业需要在一小时以上，该处的支护是制约综采工作面进一步提高推进速度与产量的瓶颈。
关门支柱需要人工支、回，由专职单体支柱支护工负责操作。单体支柱、一字梁和柱鞋的重量都较重，每次支、回作业都需要先支设好十棵单体，再回撤出原有的十棵单体，职工的劳动强度大。同时，单体支柱的支护强度低，支护效果比较差，在生产过程中多次出现切顶线处冒落，严重影响生产，甚至出现过单体支柱无法回出的现象，回撤期间顶板易破碎，甚至可能发生冒落，是整个综采工作中不安全点之一。为改变这一现状，需要使用端头专用液压支架替代现在的关门支柱。
各液压支架生产厂家现有的端头液压支架，结构形式一般有两种，两架一组型或三架一组型，架型都较大，一般长度在7米以上，有的达到15米，宽度在3米左右，重量在30吨左右，这些端头支架无法用在我矿，原因不仅是上下井和运输困难，主要是和我矿现有的综放设备不能够配套。
2010年根据8307综采工作面皮顺关门支柱处的条件，设计出了ZZT2500/19/31单摆液压支架，由巨隆公司进行部件设计和加工后，现在已经在8307使用。跟踪采一工区的使用，发现ZZT2500-19/31单摆液压支架比较适合现场情况，拉移转载机和支回关门支柱从原来的一个多小时缩短到现在的二十分钟左右，而且劳动强度大为降低，提高了现场工作的安全系数。但是ZZT2500-19/31单摆液压支架只能使用在综采工作面。如果用在综放工作面，端头支架将拖后正常支架3米左右，顶板压力大，易被冒落的矸石埋住。
现场测量得出以下数据：关门支柱最多拖后一号支架尾梁1.5米，转载机机尾宽度为1.1米，转载机距离巷道的下帮煤壁在0.4米到0.8米，转载机距离后部机头架底座不足0.2米，后部机头架伸入转载机0.4米，机头架高度为1.4米。一号液压支架的顶梁距离转载机最近为0，底座边距离转载机边为0.3米。巷道高度在1.8米到3.0

米之间，一般为2.5米左右。
一、从以上数据可设计以下替代关门支柱用液压支架要求如下：
1、液压支架的宽度，根据转载机宽度和转载机距离下帮的宽度，可定为1.5米以上。根据我矿副井罐笼的宽度，定为1.5米。
2、底座长度：关门支柱最多拖后一号支架尾梁1.5米，但生产方式是二刀一拉转载机，转载机机尾就拖后了一号支架尾梁1.2米，因此该液压支架的长度要尽可能的短，根据立柱和连杆座的宽度定底座长度为0.8米。这样，液压支架的尾部最多拖后一号支架尾梁2.0米。为了保持液压支架的平衡，将底座设计为L型，底座的靠近转载机下帮长度为2.2米，宽度为0.4米。
3、顶梁长度：为了充分维护顶板，顶板长度定为2.4米。
4、高度：根据巷道高度定为最低高度为1.9米，最大高度为3.0米。由于后部架高度1.4米，为保证支架在最低位时，支架与后部机头不互相干涉，将摆杆下边到底板的高度定为1.5米。
5、立柱：关门支柱为10棵，每棵的最大支撑阻力为250KN，整体阻力最大为2500KN,可使用活柱直径为180的立柱，每棵立柱的阻力为1100KN，三棵立柱的阻力和为3300KN。整架支护强度达到了0.91 MPa，阻力强劲。
6、拉移：根据8307端头支架的经验，使用两棵拉后溜千斤顶，将千斤顶固定在转载机两侧，小液压支架的底座的前端两侧各设置一个卡26*92的链座，通过链条可方便地拉移。
7、操作方式：将操作阀设计在一号液压支架，进行领架操作，以确保操作人员的安全。
8、根据阻力和采高把该支架命名为：ZZT3300-19/30。
二、ZZT3300-19/30液压支架的特点：
1、 L型底座。在保证了整体支架的稳定性的同时，将主底座的长度缩短为0.8米，极大地缩短了支架拖后一号液压支架的距离。底座的靠近转载机下帮长度为2.2米，宽度为0.4米，0.4米的宽度和柱鞋一样宽，可防止转载机过度地向煤帮靠近，影响正常的支护。
2、 反单摆连杆。单摆连杆长度为2.3米左右，为了缩短支架滞后一号液压支架的距离，将连杆设计成反向的，这样转载机机尾可进入液压支架顶梁下1.5米。
3、 三棵立柱支护顶梁。根据底座的形式，只能设计三棵立柱。支架在最低位时立柱前倾6°，当支架高度在2.6米时立柱垂直顶、底梁，支架在最高位时立柱后倾6°左右。
4、 顶梁。顶梁结构采用整体顶梁凹槽结构，把摆杆的2/3左右镶入顶梁中以减少摆杆的高度。顶梁尾部有整体挡矸梁，顶梁上侧护板对称布置，双侧固定侧护板。
5、 结构简单。整个支架只有4个大件——顶梁、底座、摆杆、立柱和单体。不论是安装还是维护都非常简单轻松。内部空间宽大，能够

提升结构件的安全系数。
6、 操作简便。仅用四片操作阀就可以控制整个支架的所有动作，分别控制前立柱，后立柱和左、右拉移千斤顶。操作相当简便，提高了劳动生产率。将操作阀组安置在一号液压支架上，领架操作，可确保操作人员的人身安全。
7、 设备布置合理。此支架布置在转载机之后，其切顶线与基本架一致，与锚网支护配合使用，共同完成采空区附近的支护工作。杜绝端头支架移架、或者转载机前移时发生的碰撞、干涉现象，有利于保护设备和人员安全。
三、ZZT3300/19/30液压支架的结构见附简图。

四、各部件简介：
1. 顶梁
顶梁是支架的主要支撑部件。它直接和顶板接触，并通过它把顶板压力传递给立柱。顶梁与顶板接触情况的好坏，以及顶梁的支护能力，决定着支架的支护性能，顶梁的主要作用包括：
1、承接顶板岩石的载荷；
2、反复支撑顶板，可对比较坚硬的顶板起破碎作用；
3、为回采工作面提供足够的安全空间。
顶梁结构采用整体顶梁带将来挂挡矸帘的吊环结构（26*92的单链环）。顶梁上侧护板对称布置，双侧固定侧护板。顶梁结构简单、强度高、刚性大，稳定性好。它是与摆杆、立柱连接载体。
2. 摆杆
摆杆前端和顶梁前端铰接，后端与底座铰接，由此构成摆杆杆机构。该机构使液压支架在作上下运动时，使顶梁铰接中心点的运动轨迹形成一段大半径弧线，从而满足液压支架具有一个合理、稳定的运动机构。
摆杆是一个箱形结构，其在液压支架中承受拉、压及水平力而产生的扭曲力，并在采空区形成一个安全的支承维护空间的作用。摆杆采用单摆杆。这种摆杆既满足了支架本身的性能要求，又保证支架足够简约凝练。
3. 底座
底座直接与底板接触，承受通过顶梁、立柱传递过来的顶板的垂直压力，也承受由底板显现作用的向上作用力，及摆杆传递的拉压、扭曲力。除了满足一定的刚度和强度外，还要求对底板起伏不平的适应性要强，对底板接触比压要小，其主要作用包括：
1、支撑和连接立柱，安装推移装置等其它辅助装置；
2、具有一定的排矸挡矸作用；
3、保证支架的稳定性。
底座是一个箱体结构件，是与摆杆、移架连接头、移架千斤顶等部件的连接载体。结构为：整体刚性箱体全封底结构。
五、效益分析：
费用：该液压支架重量在6吨左右，加工制作该液压支架需要资金约6万元。
效益：1、节省人力费用支出：每生产班可以减少一名单体支护工，人工费每班约150元，一天节省支出为150*3=450;每年工作日定在300天，一年节省人力费用支出450*300=135000元。
2

、多产原煤：每班可以增加生产时间约一小时。
经济效益可观，同时极大地提高了安全系数。
六、结论与建议：
现在相似的ZZT2500-19/31型液压支架已经在8307工作面正常使用。ZZT3300-19/30型液压支架符合现场的条件，可满足替代综放工作面皮顺关门支柱的要求。