冀中能源峰峰集團有限公司 河北邯鄲 056107

冀中能源峰峰集團梧桐莊礦開采地質條件復雜，ZZ4800/18/39 型液壓支架受開采傾角和仰俯斜開采等因素影響，其結構形式不能滿足支護與開采要求。該液壓支架還沒有到報廢期，而更換液壓支架工期長，需要投入大量資金；因此，對 ZZ4800/18/39型液壓支架進行技術改造，既能滿足安全生產(chǎn)，又能節(jié)省資金。

1 技術造方案

ZZ4800/18/39 型液壓支架由底座、掩護梁、連桿、頂梁、前梁、護幫板 6 個部分組成，如圖 1 所示。正常生產(chǎn)工序是采煤機完成割煤后快速移架護頂，以防止煤壁片幫冒頂。目前梧桐莊礦深部開采條件變差，仰采、俯采、斜采越來越普遍，給安全支護提出更高要求。ZZ4800/18/39 型液壓支架頂梁的前梁在工作面仰采時，不能對煤壁進行有效防護，需要增加支架前端的支護距離，以滿足大采高及仰采的需要[1]。

圖1 ZZ4800/18/39 型液壓支架結構

對改造設計方案進行反復論證比較，確定了“大修+改造+電液控”的整體升級技術改造方案。ZZ4800/18/39 型液壓支架解體后，整體進行檢驗恢復性修理，對頂梁進行優(yōu)化設計，制作新的伸縮梁和護幫板，增加頂梁的伸縮功能和支護能力。ZZ4800/18/39D 新型液壓支架結構保留底座、掩護梁、連桿和頂梁，設計配套前梁、伸縮梁、護幫板，如圖 2 所示。

考慮到梧桐莊礦深部水質腐蝕性大的特點，對立柱、千斤頂采用抗腐蝕性強的電鍍工藝。為了便于操作和實現(xiàn)自動化要求，對該液壓支架的液壓系統(tǒng)進行改造，采用電液控操作方式。

圖2 ZZ4800/18/39D 新型液壓支架結構

2 技術改造具體實施方案

2.1 前梁、伸縮梁和護幫板設計與實施

對前梁進行優(yōu)化設計，將原來的封閉式箱體結構改造為帶伸縮梁的開放式箱體結構，中間增加伸縮梁和 2 個伸縮千斤頂，使其具備伸縮功能。將護幫板長度、寬度各增加 200 mm，滿足大采高及仰采需要，如圖 3 所示。通過三維軟件校核和計算，在滿足使用強度的前提下，對前梁、伸縮梁、護幫板等結構件進行輕量化設計，使新的液壓支架整體重心前移，提高其使用穩(wěn)定性。

圖3 前梁改造前后對比

2.2 結構件的修理方案

將液壓支架拆卸及清理，對結構件進行檢查。采用噴砂拋丸處理方式，使結構件基體表面光滑平整，外觀、焊縫按照整形、探傷、補焊、噴漆、烘干等工序進行大修[2]。變形部分割除清理，重新焊接立板；對撕裂變形處使用壓力機整形，并重新開坡口焊接。大修后的頂梁、掩護梁、底座等重要部件，通過試驗臺進行模擬試壓，確保大修的質量[3]。待各部件完成大修工序后，轉送到裝配車間，進行整機組裝試壓。

2.3 立柱千斤頂?shù)脑僦圃?/h3>

受井下水質影響，液壓支架立柱千斤頂損壞嚴重，這也是難度較大的環(huán)節(jié)。提取礦井水樣，量身定制個性化的修理技術方案。修復立柱、千斤頂，達到技術要求，缸筒內壁全部珩磨處理后恢復原尺寸。針對不同的使用環(huán)境，對立柱、推移、伸縮千斤頂表面分別采用鍍雙銅合金、激光熔覆、銅合金打底再鍍鉻的 3 種電鍍工藝，將鍍層厚度統(tǒng)一提高到 7～9 μm，保證使用需求。

2.4 電液控系統(tǒng)

按照 ZZ4800/18/39 型液壓支架技術改造方案，液壓系統(tǒng)在原有基礎上增加了千斤頂伸縮功能，淘汰手動操作閥，全部改造替換成 ZE07 電液控制系統(tǒng)，所有立柱、千斤頂?shù)膭幼鞫加呻娨洪y控制。電液控制系統(tǒng)具有本架、鄰架、隔架控制和成組控制功能，成組功能包括成組噴霧、成組推溜、成組拉后溜、成組伸收護幫，并配置紅外發(fā)射及傳感裝置，可根據(jù)煤機位置實現(xiàn)自動跟機[4]。電液控換向閥功能如表 1 所列。

表1 電液控換向閥功能

電液控換向閥為整體式結構，其中立柱和推移閥組流量為 400 L/min，閥組采用插裝式，每臺液壓支架配備一組 18 個功能和 18 個接口的電液主控閥，實現(xiàn)對液壓支架所有動作及噴霧的控制。

3 結語

ZZ4800/18/39D 新型電液控液壓支架投入使用后，實現(xiàn)了快速移架護頂，解決了片幫溜煤，滿足了煤礦井下安全生產(chǎn)的要求，達到了減人提效保安全的目的。該技術方案探索出了一條舊液壓支架改造升級繼續(xù)使用的新路徑，相對于更換新液壓支架，每臺可節(jié)約設備投資 40% 左右，提高了煤礦生產(chǎn)效率，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟和社會效益[5]。