ZZC8800矸石充填液压支架的研制.pdf

5 采 掘 本栏目编辑 杨 健 翟小华 第 38 卷 2010 年第 15 期 6 在此基础上，可以进一步研究锚杆选用的高 分子橡胶材料与钢丝筋骨的耦合作用，为许用拉拔载 荷的研究提供更大的参考价值。 参 考 文 献 [1] 王永岩，贺 鑫，张选利，等. 柔性注压锚杆主要设计参数的 研究 [J]. 采矿与安全工程学报，2008，25132-36. [2] 陈中合，王威强，张乐文，等. 全长锚固柔性注压锚杆锚固分 析 [J]. 煤炭科学技术，2006，34272-75. [3] 陈中合，王威强，张乐文，等. 柔性注压锚杆锚固机理分析 [J]. 辽宁工程技术大学学报，2006，255699-701. [4] 张选利，王威强，王永岩. 柔性注压锚杆应力及许用拉拔载荷 的确定 [J]. 青岛大学学报工程技术版，2008，23183-87. [5] 卢灿东. 柔性注压锚杆结构参数与锚固性能分析研究 [D]. 青 岛青岛科技大学，2007. [6] 岳彩虹. 柔性注压锚杆结构参数与围岩压力对锚固系统影响的 研究 [D]. 青岛青岛科技大学，2008. □ 收稿日期2010-02-10 修改稿日期2010-08-12 ZZC8800/20/38 型 矸石充填液压支架的研制 李 宁* 马慧慧 柳朋远 中平能化集团机械制造有限公司 河南平顶山 467021 摘要介绍了中平能化集团 ZZC8800/20/38 型矸石充填液压支架的设计思路，以及其技术参数和结构 特点。该支架是一种利用矸石充填采空区来控制顶板的新型支架，有利于保护环境，减轻地面沉陷。 关键词液压支架；矸石充填；研制 中图分类号TD355.41 文献标识码A 论文编号1001-3954201015-0005-03 Development of ZZC8800/20/38 gangue backfilling hydraulic support LI Ning MA Huihui LIU Pengyuan Zhong Ping Energy Chemical Group Machinery Manufacturing Co., Ltd., Pingdingshan 467021, Henan, China AbstractThe paper introduced ZZC8800/20/38 gangue backfi lling hydraulic support made by Zhong Ping Energy Chemical Group about its designing thought, technical parameters and structural characteristics. This support is a new type one that controls the roof by backfi lling gobs with gangue, which is benefi cial for environmental protection and alleviation of surface cave-in. Keywordshydraulic support; gangue backfi lling; development 建 筑物、水体、铁路 简称“三下” 压煤开采问 题已成为我国煤矿发展中的一大难题，如得不 到有效解决，不仅会带来极大的资源浪费，由井下提 升至地表的矸石还将污染地面坏境。采用矸石充填法 管理采空区顶板，可以有效解决上述问题。笔者介绍 的 ZZC8800/20/38 型矸石充填液压支架，在支架后 顶梁布置充填刮板输送机，将充填过程机械化，提高 了充填效率和安全性。 1 主要技术参数的确定 1 支架高度的确定 综合用户提供的煤层赋存 条件，兼顾行人、通风和支架运输等要求，确定支架 高度为 2.0～3.8 m，采高控制在 2.3～3.5 m，即可满 足使用要求。 2 支架宽度的确定 根据无链牵引齿条长度及运 输条件，确定支架中心距为 1.5 m，支架宽度为 1 420 ～1 590 mm[1]。 3 支架工作阻力和初撑力的确定 合理选择支 架的工作阻力或支护强度，能有效控制顶板的离层和 下沉，保证生产的安全、可靠。 *作者简介李 宁，男，1982 年生，助理工程师，2003 年毕 业于重庆工业高等专科学校机械系，现从事煤矿机械设计工 作。 6 第 38 卷 2010 年第 15 期 采 掘 本栏目编辑 杨 健 翟小华 根据一般煤矿地质条件和矿压显现，并留有余 地，确定支护强度为 0.65 MPa 左右。通过计算，确 定 4 根立柱缸径为 230 mm，2 根后斜撑柱缸径为 200 mm，安全阀开启压力均为 38.5 MPa。支架工作阻力 为 8 800 kN，支护强度为 0.60～0.77 MPa。支架初撑 力较大，达到了工作阻力的 80 以上，可以满足一 般煤矿的使用要求。 4 拉架力和推溜力的确定 为了保证顺利地移 架推溜，选用了缸径为 160 mm 的千斤顶，千斤顶采 用倒装形式。其推溜力 F1＝ πD2-d2 ──── 41 000 P＝361 kN ， 式中D＝160 mm；d＝105 mm；泵站压力 P＝31.5 MPa。 拉架力 F2＝ πD2 ──── 41 000 P＝633 kN 。 2 支架结构及主要技术参数 ZZC8800/20/38 型矸石充填液压支架结构如图 1 所示，主要技术参数如表 1 所列。 该支架稳定性好，在保证足够支护强度的条件 下，其结构更加简单，尺寸紧凑，重量轻，整体性 强，充填效果好，安全性高。 1 采用了前单后单的四连杆机构，连杆承受支 架的全部水平力和抗扭力，从而简化了支架的结构， 既改善了支架后部工作条件，又具有足够的通风断面 和行人空间[2]。 2 前梁、后梁与顶梁铰接，能上下摆动，以保 持与顶板的良好接触。 3 为了使矸石的充填效果更好，底座后部增加 上部和下部压实机构。压实机构由千斤顶带动，后部 充填刮板输送机落料后，可操作上、下压实机构将矸 石压实。 4 后梁设计有导轨，长度为 700 mm，能使充填 刮板输送机在后伸缩千斤顶的作用下，在支架后顶梁 下部滑动。 5 顶梁、后梁均设置有单侧活动侧护板，由缸 径为 80 mm 的千斤顶控制，行程 170 mm，可以起到 密封采空区、调节架间距离和防止窜矸的作用。 6 后梁为箱形断面结构，采用 Q550 钢板组焊而 成，为充填矸石提供充填空间。后梁采用 2 个斜撑柱 控制，下方吊挂一部刮板输送机，用以充填矸石。通 过 2 个千斤顶控制吊挂座，进而控制刮板输送机的前 后位置，以提高矸石的充填量。 7 推杆、推移千斤顶以及连接头等构成推移机 构，它的一端通过连接头与前部刮板输送机相连，另 一端通过千斤顶耳轴与底座相连。推杆是一个强度较 大的箱形体，为铰接式，方便运输及更换。 8 上、下压实机构通过销轴与底座相连，安装 1. 前梁 2. 顶梁 3. 斜梁 4. 后梁 5. 充填刮板输送机 6. 后连杆 7. 前连杆 8. 上压实机构 9. 下压实机构 10. 底座 11. 推移机构 图 1 ZZC8800/20/38 型矸石充填液压支架 Fig 1 ZZC8800/20/38 gangue backfilling hydraulic support 表 1 ZZC8800/20/38 型矸石充填液压支架主要技术参数 Tab 1 Major technical parameters of ZZC8800/20/38 hydraulic support 支架高度/mm2 000～3 800 支架初撑力 P＝31.5 MPa/kN7 215 支架宽度/mm1 420～1 590 支架工作阻力 P＝38.5 MPa/kN8 800 支架中心距/mm1 500 支护强度 摩擦系数 f＝0.2/MPa0.60～0.77 底板前端比压 摩擦系数 f＝0.2/MPa0.150～1.414 7 采 掘 本栏目编辑 杨 健 翟小华 第 38 卷 2010 年第 15 期 拆卸方便。利用 2 个抬高千斤顶控制上压实机构上、 下摆动，以提高充填效率；下压实机构通过销轴与底 座连接，比底座底部高 100 mm，以保证正常工作时 下压实机构不接触底板，提高对底板起伏的适应性。 9 底座为整体式箱形结构，稳定性好，强度 高，不易变形，与底板接触面积大，比压小，前端做 成弧形，以减少移架阻力。 10 适当提高后梁 2 根立柱的工作阻力，尽量使 移架过程中顶板不下沉，以提高充填效果。 3 液压系统 该支架的液压系统由泵站、工作机构、控制系统 和管路四部分组成。其控制系统分为两部分，前后分 开，后部用于操作充填机构。其主要特点是 1 本架操作，管路简单，布置合理，架内行人 空间较大； 2 管路连接采用快速接头结构，拆装方便，性 能可靠； 3 为了增大流量，提高充填速度，采用流量为 400 L/min 的乳化液泵站，主进液管径为 40 mm，主 回液管径为 51 mm，截止阀到主操纵阀组管径为 25 mm，喷雾主管路直径为 25 mm，架内喷雾管径为 13 mm。 4 结语 ZZC8800/20/38 型矸石充填液压支架结构简单 紧凑，稳定性好，可靠性高，重量轻，装备成本较 低；充填机构可靠，效率高，具有推广应用前景。 使用矸石充填液压支架，为“三下”压煤开采解 决地表矸石山环境污染和土地占用，控制开采引起的 地表变形、沉陷等提供了一种新方法，对延长矿井服 务年限、节约矿区资源具有重要的现实意义。 参 考 文 献 [1] 王国法. 液压支架技术 [M]. 北京煤炭工业出版社，1999. [2] 邢福康，蔡 坫，刘玉堂，等. 煤矿支护手册 [K]. 北京煤炭 工业出版社，1993. □ 收稿日期2010-02-10 修改稿日期2010-07-01 ARO-40-RELMB-WT 型 四臂锚杆车用钻箱的改进设计 王希鹏* 黄海飞 煤炭科学研究总院太原研究院 山西太原 030006 摘要介绍了 ARO-40-RELMB-WT 型四臂锚杆车用机载锚杆钻箱的工作原理，对原装进口钻箱的 结构性能进行了研究分析，结合使用中出现的问题，提出了相应的改进意见，并进行了国产化改进。 关键词锚杆钻车；钻箱；结构特点；改进 中图分类号TD353.6；T132.46 文献标识码B 论文编号1001-3954201015-0007-04 Improvement design of drilling box used for ARO-40-RELMB-WT four-boom roofbolter WANG Xipeng HUANG Haifei Taiyuan Branch, China Coal Research Institute, Taiyuan 030006, Shanxi, China AbstractThe paper introduced the operating principle of drilling box used for ARO-40-RELMB-WT four- boom roofbolter, as well as researched and analysed the structural perance of genuine imported drilling *作者简介王希鹏，男，1982 年生，助理工程师，2005 年毕业于山东科技大学机械设计制造及其自动化专业，现在煤炭科学研究总 院太原研究院液压公司研究所从事煤矿开采设备的研制工作。