喻鹏飞

(山西潞安煤炭技术装备公司，山西 长治 046204)

在现代化的煤矿开采工作面中，液压支架是最主要的支撑和保护机械，液压支架不仅可以对采煤工作面顶板起到一个支撑作用，同时还能够保障工作人员的人身安全。此外，液压支架设备会伴随回采工作面的前进而移动，基于此，强烈要求液压支架要同时具备升、降、推、移四种性能，这一系列性能通过乳化液泵提供的高压液体，并依靠各阀控制立柱和千斤顶伸缩辅助实现。

1 简述液压支架结构

液压支架的主要构成有：顶梁、掩护梁、前连杆、后连杆、推移杆、单侧护设备、底座、各式千斤顶、液压体系、立柱以及支架设备销轴。其中，立柱设置在顶梁和底座之间，用于实现液压支架的升降动作，具体动作的完成依据操作阀门、液控单向阀门和安全阀门联合控制。同时在液压支架升降的过程中，立柱动作详细分为三个环节：初撑、承载和卸载，且承载又细化为增加阻力和恒定阻力两部分。

液压支架的推移由推移杆、连接头、推移千斤顶以及销轴要素共同发挥作用，推移杆选择的是箱体结构，该类型的推移杆具备较强的抗弯抗扭性能，其一侧和推移千斤顶直接相连，另一侧和连接头相连，此外再经由千斤顶和输送机溜槽相连，最终构成推移结构。推移结构的整个作用是为了有效导航和限位，方便煤矿开采和回收。

2 原拉后溜连接设备及存在问题

对井下的低位放顶煤装置进行全面分析，得出其主要构成为前部刮板运输机、后部刮板运输机以及液压支架。后部刮板运输机之所以能够随着开采的移动而前进，主要是借助拉后溜连接装置和支架拉后溜千斤顶装置的完美连接，支架拉后溜千斤顶拉伸运动起主要作用，通常后部刮板运输机的移动距离控制在900 mm以内。针对单耳连接件，其与销轴和拉后溜结构充分连接，此外单耳连接件内部的圆环链，都是借助螺栓和压板加固；双耳连接件则是和销轴、拉后溜千斤顶充分连接。

原拉后溜连接设备见图1，其中1号后溜和5号单耳连接件的距离约为320 mm，一旦支架在外力作用下发生不规则松动，会使得5号单耳连接件不能准确插入两支架的空隙处，进一步和支架的底座完美避开，长时间作用下，会直接导致单耳连接件的变形及断开。与此同时，由于单耳连接件内的圆环链是利用螺栓和压板加固，螺栓使用时间过久，会出现变形或者损坏，进而引发单耳连接件达不到预计效果。

图1 投料井改造示意

图1 原液压支架拉后溜软连接装置结构示意

3 新型拉后溜连接装置的设计改进

3.1 设计改进思路

由上述可知，原拉后溜连接装置中的单耳连接件，会在井下工作环境的干扰下，产生部分变形或者断开，其中的螺栓会出现大范围损坏，最终影响单耳连接件的使用效果。针对以上存在问题，同时结合井下实际工作环境特征，创新设计出一种新型拉后溜连接装置，该装置不仅克服了单耳连接件的弊端，而且改进了双耳连接件，加强了其工作效率和工作质量，新型拉后溜连接装置的具体改进思路如下：

1) 加大煤矿用液压支架装置的后溜连接头在两个邻近顶煤液压支架底座箱体间的距离；

2) 将煤矿液压支架后溜连接头的型号加大；

3) 煤矿液压支架中的后溜连接头尺圆角的角度调大，避免应力聚集；

4) 强化煤矿液压支架后溜连接件的质量及性能。

3.2 设计改进方案

新型拉后溜连接装置是对原拉后溜连接装置的升级和优化，取其精华去其糟粕，创新出一种多型号支架共同使用的装置，新型拉后溜连接装置具备安装简洁、工作效率高、结构简单以及高回收率等特征，可被广泛应用于煤矿开采和回收工作中。

在新型拉后溜连接装置中，圆环链的一侧与2号圆扁销和后溜双耳连接件，另一侧与6号圆扁销和5号双耳连接件同时连接，此时的圆环链和10号变径圆销及11号拉后溜千斤顶完美连接，需要注意的是10号变径圆销的总长度不得多于9号双耳连接件内侧长度，之后8号B型销8固定于9号双耳连接件内，煤矿液压支架拉后溜连接设备的移动距离可依据千斤顶的拉伸运动完成。

3.3 个别零件的优化

1) 原拉后溜连接装置中采用单耳连接件作用，同时利用螺栓和压板进行加固，在新型拉后溜连接装置中，将螺栓和压板替换成圆扁销结合后溜结构，如此一来消除了原单耳连接件变形及损坏隐患，且在一定程度上避免了螺栓的大范围磨损，实现了预期工作效果。

2) 原拉后溜连接装置中的圆扁销，其主要作用分为两点：一是促进圆环链和后溜的完美连接，二是实现圆环链和双耳连接件的连接。在新型拉后溜连接装置中，融入后溜的圆扁销，其一侧可借助特殊扁方实现对销的前半段完成连接，进而促进后溜和圆环链的高效连接，另一侧的连接方式同该侧高度一致。

3) 新型拉后溜连接装置中使用的双耳连接件，在圆环链连接过程中，其宽度可依据圆环链的直径对应确定计算。圆扁销和双耳连接件连接时，切记销的长度要远低于双耳连接件的宽度，这样才能高效预防千斤顶拉伸时和支架底座发生碰撞。除此之外，在双耳连接件的设计过程要求采取变径技术加大销孔直径，加速变径圆销和拉后溜千斤顶的连接，之所以使用变径技术，主要是为了避免型号不一的圆销和拉后溜千斤顶无法连接问题。变径技术在调整圆销直径时，通常会以千斤顶连接耳的实际宽度为标准，并在此基础上把双耳间距定约为11 mm，最后再将B形销固定于双耳内侧位置，B形销的加入会巧妙的将变径销进行隐藏，进而高效避免拉后溜在正常工作时和液压支架的碰撞。

4) 上述提及的变形销，主要作用于圆销直径不一的不同部位，能够极好消除双耳连接件和圆销直径连接间的差距。通过对大量工程案例总结发现，得出双耳连接件都会变成变径孔，针对变径孔的直径大小会设置对应的变径销，如此一来会减少后期更换双耳连接件这道工序，进而大大降低了工程成本。而且双耳连接件内侧的B形销会有效消除变径销的上下运动频率。

4 新型拉后溜连接装置的优势及应用效果

4.1 优 势

1) 在双耳连接件中加入在原后溜刮板运输过程中淘汰掉的圆环链，会有效降低工程成本，同时加快工作效率。

2) 将原拉后溜连接的单耳连接件中的螺栓和压板进行替换，改为圆环链和后溜的完美结合，可避免因螺栓大范围损坏或断开而发生设备故障问题，保障了液压支架设备的正常运行，进一步提升工作质量和工作效率。

3) 在双耳连接件和拉后溜千斤顶之间加入了双耳孔结构，同时依据变径技术，可解决不同型号拉后溜千斤顶和圆销直径之间的完美连接，变径技术会依据拉后溜千斤顶型号，对应调整更改圆销直径大小，更改过后的圆销又被称为变径销，对应会有变形孔的存在。这些新名词结构的产生会保障液压支架设备的正常工作，减小后期维修频率，节约了大量人力物力和时间。

4.2 应用效果

将新型液压支架装置运用于煤矿工作中，对比工作成效，得出新型液压支架装置使用更为简便、安全可靠和高效，同时改进设计后的液压支架装置具备高效率，可实现煤矿开采和回收的高质量，并且降低了发生事故的概率。新型拉后溜连接装置能够适用于多种型号支架结构，节约了维修成本，也为相关人员操作使用降低难度系数。

5 结 语

尽管采煤机、后部刮板运输机、前部刮板运输机以及液压支架是煤矿开采工作中的主要仪器设备，但其中液压支架是最重要的组成部分，本文通过分析原液压支架装置中的拉后溜连接装置，指出其存在问题和弊端，并对应进行优化改进，研究出的新型拉后溜连接装置操作起来更加方便，且实用性和适用性强，可用于不同型号支架，通过分析总结新型拉后溜连接装置在实际煤矿工作中的应用，得出其还具备高效率优势，能够有效降低事故发生的概率，节约了后期维修成本，因此值得被推荐和广泛应用。