ZF8000/21/38型放顶煤液压支架设计与制造 作者：陈霞
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陈 霞
（山西潞安（集团）机械有限责任公司，山西 长治 046204） 摘 要：ZF8000/20/38支架是针对厚煤层设计的一种高工作阻力的支撑掩护式放顶煤液压支架。通过介绍ZF8000/21/38型放顶煤液压支架的设计制造过程，并对支架的主要特点及适应性进行分析，确保了生产的每一道工序在受控状态下顺利完成。
关键词：放顶煤；支架设计；煤矿生产
中图分类号：TD355.4 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2014.10.100
气压顶杆 收稿日期：２０14－06－19；修回日期：２０14－09－21
作者简介：陈 霞（1976-），女，山西晋城人，助理工程师，主要从事技术管理研究，E-mail：32792
6108@qq。
ZF6000/17/33型放顶煤液压支架是潞安矿业（集团）公司各煤矿使用最为普遍的一种机械化综采支护设备，其结构合理，性能良好，但由于常村煤矿地质条件特殊，顶板压力大，接顶性能差，支护不稳定，液压大柱工作阻力小等缺点，已经严重制约了井下的生产安全，不能再适应高产高效现代化矿井的建设需求。因此，针对上述情况，该公司在ZF6000/17/33型放顶煤液压支架的基础上开发研制了ZF8000/21/38型放顶煤液压支架，将该项支架设计作为公司全年的重点高新技术开发项目之一，同时为了增强机械公司的企业竞争实力，由该公司负责支架的制造任务，并且利用旧的支架立柱改造成为ZF8000/21/38型放顶煤液压支架立柱，降低支架的制造成本。
1 支架的设计与制造过程及创新点
ZF8000/21/38型放顶煤液压支架同ZF6000/17/33型放顶煤液压支架相比，其结构加大，结构的复杂程度相应增加，在制造上有较大的技术难度。为顺利完成该项制造任务，单位组织了技术部门及相关的生产分厂召开了支架制造专题讨论会，针对该支架的结构特点及技术难点作了认真详细的分析、研究，并对生产做了周密细致的部署和安排[1]。由技术开发部完成前期技术准备工作，进行优化方案设计、制图、审核，制定经济合理的工艺路线，编制支架制造作业指导书、预防措施等技术文件。各生产分厂组织生产时，严格按照技术部编制的生产过程卡作业，并根据工艺、图纸技术要求以及支架
制造作业指导书采取有效的保护手段，严格控制重点零部件的关键尺寸和工艺要点，采用了先进的数控生产设备、焊接工艺以及现代化的管理手段。 该设计与制造的创新点包括以下几点：一是在支架制造过程中应用了先进的生产设备、生产工艺以及现代化的管理手段。二是对于重要筋板以及不规则板件全部采用先进的数控火焰切割机气割下料。三是在结构件的铆焊工艺中，采用专用的工装、胎具对点成形，并采用了先进的二氧化碳保护焊焊接工艺，有效地控制了焊缝的尺寸，确保了焊接强度。并根据相关的技术文件，实施了必要的预防措施，大大减小了结构件焊接变形。四是在生产全过程实现了标准化、网络化的管理，确保了生产的每一道工序在受控状态下顺利完成。
2 支架的主要特点及适应性钠硫电池
ZF8000/20/38支架是针对厚煤层设计的一种高工作阻力支撑掩护式放顶煤液压支架，根据采高加大时工作面矿压明显加大、片帮和冒顶倾向加剧的综采实践[2-3]，结合以前的设计经验，对支架的总体参数进行优化设计，使支架结构受力合理。支架为四柱支撑掩护式，切顶能力大，抗冲击能力强。采用2根φ280 mm的单伸缩带机械加长立柱和2根φ250 mm的单伸缩带机械加长立柱，调高范围大，采高适应性强。为防止支架顶梁上方顶煤过多下沉，使支架初撑力达到支架工作的81%；同时加大前梁千斤顶缸径，其缸径为φ230 mm，增加前梁对顶煤的支撑力，提高支架对新暴露顶板的控制能力。结构件中大量采用高强度钢板，按高可靠性原则设计。以下为支架的主要特点及适应性。
1）采用刚性分体底座，有利于排矸和浮煤。
2）支架顶梁采用分式铰接结构，铰接前梁前端内置伸缩梁，必要时可实现超前支护，可有效防止和减少煤壁片帮的发生。
3）支架具有较大的后部放煤空间，支架尾梁可以向上旋转62°，增大了后部运输机的过煤高度，加大支架插板的行程，插板行程700 mm，增加了放煤口尺寸，提高了放煤速度，有利于放大块煤。卫生杯
4）支架的前连杆采用双连杆，大大提高了支架的抗扭能力。
5）为了提高支架的可靠性，采用支架的结构和部件采用成熟可靠的技术，顶梁柱窝采用整体柱窝，掩护梁的腹板采用高强度板材料。
6）有较宽的人行通道，底座下部最小，人行通道大于750 mm。
7）支架后部放煤口处，设置喷雾装置。支架在放顶煤时，可联动喷雾降尘。
8）底座上安装有抬底装置，可以抬起底座，减小移架阻力。
双向触发二极管 9）推移杆采用长推移杆结构，整体强度高。支架推移千斤顶采用倒装装置型式，提高支架的移架力和推溜力，便于向后排浮煤。
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10）为了提高液压元件的可靠性，立柱和千斤顶的密封采用聚氨酯密封，寿命可以提高5~6倍。
11）系统泵站采用“三泵两箱，双进液双回液系统”，供液流量为400 L/min。主进液管φ31.5 mm，主回液管φ50 mm，同时加大立柱和推移千斤顶接头孔通径，采用目前国内最大流量的阀类及国外先进阀结构型式，从而构成大流量支架快速移架系统，从而实现快速移架，为采煤工作面高产高效创造条件。
3 与当前国内外同类技术综合比较结果
综上所述，ZF8000/21/38型放顶煤液压支架的成功制造，为公司建设提供了一种安全、高效的机械化综采支护设备，并且已顺利通过了国家煤科总院的型式试验鉴定，各项性能指标均已达到国内外先进水平，在煤机设备特别是在液压支架制造方面，该公司已经具备了专业制造厂家水平，并且符合国家技术标准。目前，ZF8000/21/38型放顶煤液压支架现已在潞安矿业（集团）公司常村煤矿已投入使用，各方面性能良好，取得了良好的经济效益和社会效益。由常村矿的生产实践证明，该架各方面性能良好，结构强度高，大大降低了煤矿设备的维护、维修费用，有效地解决了该矿井下顶板压力大、支架接顶性能差、支护不稳定等缺陷，满足了煤矿的生产实际需求，为建设高产高效的现代化矿井提供了一种安全、高效的机械化综采支护设备，取得了良好的经济效益和社会效益，并大大增强了企业竞争力，开拓了新的经济增长点。
参考文献：
[1] 苏林军.大采高综放液压支架的设计研究[J].煤矿开采,2010(3):56.
[2] 王国法.煤矿高效开采工作面成套装备技术创新与发展[J].煤炭科学技术,2010(1):75-76.
[3] 华心祝,谢广祥.大采高综采工作面煤壁片帮机理及控制技术[J].煤炭科学技术,2008(9):89-92.
（责任编辑 高 远）
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