探微煤矿生产中机械设计的应用

1端头支架的设计要求与作用

1.1端头支架的主要作用

端头支架能够对工作面交叉口和巷道的顶板起到保护作用，进而为工作人员创造较好的工作环境，提高煤矿的生产效率，并为缓解空间内工作人员的工作强度提供保证。端头支架能够灵活移动，可为转载机、刮板输送机的机尾和机头提供向前移动的动力，从而有助于工作面的正常工作。端头支架能够为端头部位的转载机和刮板输送机提供良好的连接条件，从而为运输设备的良好工作提供保证。对于倾角较大的综采工作面，工作面与端头支架相互紧靠，从而有助于降低工作面支架倾倒的发生率。端头支架还能够保证推进工作面时棚腿和棚梁的回收，综采工作面的上下端头是采煤机进刀打回头的部位，所以，端头支架的作用还在于为采煤机自开切口创造良好的工作条件。

1.2端头支架的设计方法

第一，端头支架既要保证破碎机和转载机前移，又要保证自身和刮板输送机机头的向前移动，进而对端头支架的拉架力和推移力提出了较高的要求；第二，端头位于综采工作面的边缘处，面积较大，所以，若不选择沿空留巷，则需要端头支架具有较大的切顶能力；第三，综采工作面的端头部位是采煤机进刀打回头的部位，为了进一步提高煤矿的生产效率，缓解工作人员的劳动强度，端头支架设计要以采煤机自开切口有利为基础。第四，综采工作面通常是回风巷，为了提高工作面生产的安全性，端头支护需要建设有通风断面。第五，综采工作面为煤矿工作者的进入通道，因而事故发生率较高，人员流动量较大，所以，端头支护的设计需要更加可靠和牢固，以提高工作人员工作的安全性。第六，端头支护需要为正常推进综采工作面和综采配套设施的正常使用提供保证。

2端头支架的设计结构

2.1端头支架的结构方式

端头支架的设计以悬移支架的结构方式为基础，端头支架通常由若干中间架、尾架和首架3个主要部分构成，按照工作面端头需要满足的支护要求和工作面端头支护的破碎情况确定中间架的各项设计数据，所有中间架均由侧翻转梁、端头横梁、翻转梁、单体柱、支架顶梁体等部分构成。头架主要包括端头横梁液压缸、托梁、滑道、翻转梁液压缸、翻转梁、单体柱和支架顶梁体几个主要构件，相邻架之间利用移架液压缸进行连接。尾架主要包括托梁、滑道和尾架顶梁体等几个部分。

2.2端头支架的设计结构

在端头横梁部位加设可移动的副梁，以达到接顶支撑的作用。在端头横梁下方加设球形柱窝，以达到横梁支撑的作用。在支架的中间加设球形柱，从而为运输机机头部支架的支撑提供方便。在支撑横梁接顶不使用时，可以拆下副梁。在顶梁处增加阀组吊板底座，在巷道的两侧进行对称式的布置，可以根据需要适当调整下持阀组吊板的角度，从而为有倾斜角度的情况下使用支架提供保证。可以竖直使用阀组吊板。巷道使用前30min时，巷道的宽度较大，可紧贴下帮布置支架。因巷道宽度最小的部位仅为1.8m左右，在顶板倒转的全煤处使用支架时，需要将巷道部位进行提前拓宽，或是使用刷帮调直等方法进行调整。因为改变巷道顶板倾角时，需要具有较大的翻转梁活动范围，因而不能对翻转梁实施限位，且缺乏增加限位的设备。与此同时，煤矿生产工作者在进行机械操作时，仅需稍加注意即可避免发生磕碰支柱等问题。

3端头支架设计方法的主要特征

端头支架的新设计方法主要具备下述几点特征：第一，端头支架的拆装和运输方法都较为简单方便，全部工作均能够在工作面现场完成。第二，因为顶梁使用的是箱式整体结构，顶护的面积可以超过95%，从而为顶板的全封闭式管理提供了保证，即便顶板发生破碎，也不会发生漏顶等问题。第三，因为托梁系统能够将工作面支架连接为一个完整的整体，从而大大提高了支架的安全性和稳定性，降低了工作面扭架和倒架的发生率，有效排除了悬移支架倒架和歪架等安全隐患。第四，实现了端头支架前移和横向布置。工作面支架与端头支架为90°的横向布置，而且能够实现横向前移，因此，将其称为横向端头支架。

4结束语

机械设计是煤矿生产企业的一项主要的工作内容，在煤矿生产过程中具有十分重要的作用，能够为煤矿企业的正常和安全生产提供保证。现阶段，煤矿生产中的机械管理强调以基础工作为基本，以经济杠杆为手段，以降低煤矿生产事故的发生率为核心，以提高煤矿生产效率为中心，强调扎扎实实地做好煤矿生产设备管理和设计工作。只有不断提高煤矿生产中机械设计的合理性，才能够保证煤矿生产工作效率和安全性的不断提高，为煤矿生产企业带来越来越多的社会效益与经济效益。采煤工作面上、下端头支护设计，能够为提高工作面端部出口的安全性提供保证，从而能够保证机械具有足够的支护强度，为了保证设备操作和维修人员具有足够的活动空间，保证机尾和机头的快速正常运转，通常需要设置较大的支架跨度。同时，有助于提高开机率，减少端头的作业时间。所以，对工作面端头支护技术和特征进行合理设计，有助于实现煤矿生产环境的改善，提高煤矿生产企业的经济效益、产量和安全性。

作者：周化文 单位：长春理工大学