摘要：本文主要介绍补连塔矿12511面8.0m大采高工作面液压支架的运输方案，为8.0m大采高工作面的液压支架运输提供一个借鉴方案，确保支架重量、尺寸在超出特种车辆载重能力时能够安全、快速的将液压支架运输至作业地点，保证快速搬家。
1、背景
神华神东煤炭集团补连塔煤矿12511工作面为神东公司首套八米大采高综采设备，工作面液压支架共有四种类型，其中ZYG21000/36.5/80DA垂直过渡支架重量91.5T，ZYG21000/36.5/80D端头支架重量81T，ZY21000/36.5/80D中间支架重量79T，ZY18000/2.8/5.5D型端头支架重67T，其中大多数液压支架的重量超出了生产服务中心液压支架搬运车的载重能力，本文针对各类型液压支架重量不同，采取多种专项方案运输不同类型的液压支架，保证完成快速运输。
图1 补连塔矿ZYG21000/36.5/80D尺寸示意图
2、技术难题
目前生产服务中心在大采高搬家倒面中使用WC80Y支架搬运车及WCD55E-80型油电混合双动力支架搬运车进行支架运输，两种车型的额定最大载重量均为80T，但是WC80Y支架搬运车的实际载重量达不到80T：当设备的重量超过75T时，WC80Y支架搬运车提升臂液压系统会进行保护，不能动作，所以WC80Y的实际载重量为75T。此次8米大采高安装的ZY21000/36.5/80D中间支架重量79T，超出了WC80Y支架搬运车的最大载重量，理论上应该选择WCD55E-80型油电混合双动力支架搬运车进行支架运输，但是生产服务中心WCD55E-80型油电混合双动力支架搬运车的保有量较少，仅有两台，如果仅使用WCD55E-80型油电混合双动力支架搬运车运输支架，工期将滞后10天左右，不能满足快速安装的要求。
3、各类型支架快速运输方案
为保证液压支架的快速安装，此次运输在使用WCD55E-80型油电混合双动力支架搬运车运输支架的基础上，还需要制定补充运输方案，以达到快速搬家的目的。
表1 液压支架参数
（1）ZY21000/36.5/80D中间支架运输方案：
因为ZY21000/36.5/80D中间支架的重量超出WC80Y支架搬运车运载能力，经过分析研究，有以下两个运输方案：
方案一：使用VTC680运输液压支架
载重量计算
VTC680的载重量=80T
液压支架重量=79T，VTC680支架搬运车的载重量大于液压支架自重，满足运输要求。
运输稳定性计算：
①平稳运行时
2#平硐运输路线倾角约为5.4°，VTC680重载时正常行驶速度为4km/h，即1.1m/s
液压支架自重：79000 kg。
2#平硐运输路线倾角（α）：5.4
铲板与液压支架之间摩擦系数（f）：0.15
重力G=Mg（g=9.8N/kg）= 79000*9.8=774200 N
重力沿斜坡方向分力
=G×sinα=774200*0.094=72774.8 N
5.4°斜坡动态阻力
=G×cosα×f=774200×0.996×0.15=115665 N
<
，VTC680平稳运输行驶时，液压支架不会在铲板上滑动，满足运输条件。
②出现紧急情况，VTC680紧急制动时
重载VTC680紧急制动在1.5S内可完成，设VTC680行驶方向为正向，液压支架受最大摩擦阻力为
，即
为最大静摩擦力与重力沿斜坡方向的合力，VTC680制动1.5S后液压支架的速度为
，根据动量守恒，可得：
为VTC80制动1.5S后液压支架的速度，
为最大静摩擦力与重力沿斜坡方向的合力：
=-115665+72774.8=-42890.2
=（-42890.2*1.5+79000*1.1）/79000=0.29m/s
方向为正，证明在VTC680制动后，液压支架以0.29m/s的速度在铲板上发生移动。
方案一结论：
理论上，使用VTC680运输液压支架，重载满足要求，并在保证平稳运输的条件下，可以完成运输，但是如果遇到紧急情况，VTC680紧急制动时，液压支架会在铲板上移动，移动过程中容易导致液压支重心不稳，进而促使液压支架发生侧翻，并且在实际运输中，还会出现以下问题：
①VTC680重载行驶发动机发热较快，长时间持续运行易烧毁发动机，在实际运行中每持续运行5km需熄火1小时使VTC680发动机自然冷却，运输效率较低，并且生产服务中心目前仅有4台VTC680，数量偏少，所以使用VTC680运输液压支架不能实现快速安装。
②VTC680重载时适合在平缓路面上行驶，运输过程如遇到颠簸路面，重载设备由于颠簸会导致铲板上下摆动，易导致铲板油缸断裂。
③使用VTC680运输液压支架，每行驶4km需要VTC650与ED25接力运输、更换VTC680电瓶，额外投入2个特种车台班，功效低，资源得不到合理配置，从经营角度出发这种做法并不适合快速安装。
综上所述，使用VTC680运输液压支架安全性差、运输效率低，不能满足安全、快速运输。
方案二：拆解液压支架左立柱，分体运输
对ZY21000/36.5/80D中间支架的左侧立柱（5.06吨）进行拆解，将液压支架支架重量降低到74吨，拆解后使用WC80Y支架搬运车将液压支架运输到位卸车并安装立柱，立柱使用辅助车辆运输。
1、ZY21000/36.5/80D中间支架液压支架立柱拆解方法
①在ED10的铲斗上加工支柱安装工装，并用槽钢加固。
②液压支架运输到位后，支架工详细检查支架的侧护板、护帮板、平衡油缸、管路等是否有变形、损坏、缺失，对发现的问题立即进行整改。
③支架操作工将支架升起到指定高度后，指挥ED10多功能叉车升起铲斗，使铲斗上下两处工装支住液压支架，拆解液压支架左侧立柱柱窝处卡子。
④支架操作工将左侧立柱降下，拆解左侧立柱附件（管路、液控单向阀、安全阀）等。
⑤指挥人员指挥ED10多功能叉车缓慢退车，将立柱从柱窝处取出。
2、ZY21000/36.5/80D中间支架井下组装方法
①液压支架运输到位后，支架工详细检查支架的侧护板、护帮板、平衡油缸、管路等是否有变形、损坏、缺失，对发现的问题立即进行整改。
②使用ED10多功能叉车将液压支架立柱运输到位，待支架操作工升起支架后，指挥人员指挥ED10多功能叉车将支架立柱放到柱窝内，将10T吊链挂在支架起吊环上配合叉车将立柱立起固定，随后叉车缓慢退车。
③支架操作工降下液压支架，降至指定高度后使用吊链配合将支架立柱扶正并入槽，同时安装支架上下方卡子。
④恢复支架立柱附件（管路、液控单向阀、安全阀）等。
方案二结论
拆解液压支架左立柱降低支架整体重量后，立柱与支架分别运输至工作面，此方案可实现安全快速安装。
3、ZY21000/36.5/80D中间支架运输方案确定
通过方案一与方案二进行对比，方案二能更安全、快速完成支架运输，确定方案二为液压支架运输方案。
（二）ZYG21000/36.5/80DA过渡支架运输方案
ZYG21000/36.5/80DA过渡支架自重为91.5T，超出了生产服务中心所有支架搬运车的最大载重量，不能满足支架整体运输方案，所以此次运输需要采取新的运输方案，经过分析研究，有以下两个方案。
图3 ZYG21000/36.5/80DA过渡架示意图
方案一：使用两台VTC680采用接力运输的方式
两台VTC680的载重总量为160T，满足ZYG21000/36.5/80DA过渡支架的载重要求，但是通过ZY21000/36.5/80D中间支架运输方案的经验可知VTC680支架搬运车并不适合远距离运输液压支架，运输效率较低，并且ZYG21000/36.5/80DA型垂直过度支架的重心较高，大脚长度较短，两台VTC680支架搬运车接力运输时很难保证液压支架的平稳性，需要非常高的同步度，上下坡、转弯稍配合不当变会导致液压支架重心不稳发生侧翻或两台VTC680受力不均，折断受力偏大的VTC680的铲板油缸。
方案一结论：虽然两台VTC680采用接力运输载重满足运输要求，但操作难度大，运输效率低，无法保证设备安全的运输至作业地点，不能满足运输要求。
方案二：拆解ZYG21000/36.5/80DA型垂直过度支架，分体运输
对ZYG21000/36.5/80DA液压支架的左侧立柱（5.06吨）、推拉杆（3.64吨）、挡矸板（3.54吨）进行拆解，将液压支架支架重量降低到79.26吨，拆解后使用WCD55E-80型油电混合双动力支架搬运车支架搬运车将液压支架运输到位，卸车并安装立柱、推拉杆、挡矸板，立柱、推拉杆、挡矸板使用辅助车辆运输至作业地点。
4、ZYG21000/36.5/80DA中间支架运输方案确定
通过方案一与方案二进行对比，方案二能更安全、快速完成支架运输，确定方案二为液压支架运输方案。
（三）ZYG21000/36.5/80D端头支架运输方案
ZYG21000/36.5/80D端头支架重量为81T，与ZY21000/36.5/80D中间支架重量十分接近，重量超出了WC80T与WCD55E-80型油电混合双动力支架搬运车的最大载重量，根据ZY21000/36.5/80D中间支架的运输经验，可拆解ZYG21000/36.5/80D端头支架的左立柱（5.06）后分体进行运输，拆解后的重量为75.94T，使用WCD55E-80型油电混合双动力支架搬运车将架体运输至作业地点，立柱使用辅助防爆车辆运输。
（四）ZY18000/2.8/5.5D型端头支架运输方案
ZY18000/2.8/5.5D型端头支架重67吨，小于WC80Y支架搬运车的额定载重量，使用WC80Y支架搬运车运输至作业地点。
4、结束语
文中几种液压支架运输工艺没有明显优劣之分，实际应用时根据支架重量、车辆载重能力及特种车配备情况灵活选择。实践证明，灵活选择文中所述的支架运输工艺可以快速、安全、高效地完成8m大采高工作面液压支架运输。
参考文献：
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[3] 张彦禄.我国综采工作面快速搬家倒面设备与工艺的应用[J].中国煤炭，2010，36（5）：71-74
论文作者:赵新
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
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