张侠
摘 要：针对采煤工作面液压支架操作阀手把误动作的现状，研制出防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置，并阐述了防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置的工作原理和使用注意事项，在乌海能源公司老石旦煤矿1601工作面进行了试验应用，收到了良好的使用效果，杜绝了液压支架操作阀手把误动作现象的发生，保障了工作面的安全、高效地生产。
关键字：防止；液压支架操作阀手把；误动作装置；实践与应用
中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.36.090
0 引言
目前，主要的采煤工艺分为炮采、普采、高档普采、综合机械化采煤以及综合放顶煤五个种类。由于综合机械化采煤技术相对于炮采、普采、高档普采、综合放顶煤技术来讲，其优点在于不仅大大降低采矿工人的劳动强度，进一步提升煤炭产量，而且在安全管理方面能够跨上了一个新的台阶，为煤矿井下现场作业人员的安全操作提供了更为可靠的保障。与此同时，综合机械化采煤技术的应用大大降低了煤矿安全生产材料的投入，降低了吨煤的生产投入成本，增加了矿井产量的经济效益。当下综合机械化采煤技术广泛应用全国84%的生产矿井，综合机械化采煤技术的应用使得矿井机械化程度的不断攀升，矿井的煤炭产量得到了大幅度的提升，同时为矿山的生产安全插上了一双腾飞的翅膀。当今的综合机械化采煤技术逐步走向安全、可靠、稳定的大方向。在综合机械化采煤技术得到广泛应用的今天，发现了一些新的问题。例如：矿井采煤工作面液压支架中部的操作阀手把如图1所示，在工作面检修、维护期间，由于支架数量较多，且无专人专职看护支架实时状态，常常被工作面来、回行走的维修工无意识的误碰误撞图1中2的位置，由于采煤工作面液压支架操作阀手把的移动位置区域没有办法固定如图2、图3所示，碰撞后导致支架顶梁液压泄液，支护位置偏移、下沉，造成顶板漏顶压垮刮板输送机，不仅容易造成机电设备的损坏，甚至造成人身伤亡事故，严重制约着矿井的安全生产。
1 提出问题
针对这种情况我们积极探索采煤工作面液压支架在非生产期间，支架的可控性的新工艺、新技术，终于研制成功一种防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置。该新型闭锁装置的研制技术重点在于突破原支架操作阀手把无保护、闭锁装置的技术瓶颈，有效地对液压支架操作阀手把进行准确闭锁、定位，使液压支架在检修、维护期间不受到客观因素的影响，从而大大减小了因液压支架操作阀手把误动作导致的设备损坏或人身伤亡事故，为综合机械化采煤工艺提供了更为可靠的技术支持，同时为矿井的安全生产构筑起一道牢固的安全防线。并在鹤壁煤业公司苏家沟煤矿1603综采放顶煤工作面进行了多次的试验和应用，取得了较好的社会和经济效益，保证了采煤工作面安全、高效、稳定地生产。
2 分析问题
该新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置主要是为了解决采煤工作面检修、维护期间，液压支架中部操作阀手把因无闭锁装置误动作造成的各种问题，主要有以下特点：
（1）该新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置利用物理定位技术，从根本上解决了采煤工作面液压支架操作阀手把误动作这一问题，从而大大降低因操作阀手把误动作造成的设备的损坏及人员伤亡等问题。
（2）该新型液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置工作原理简单，结构便于装拆和运输，该新型液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置使用起来比较方便。
（3）该新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置的使用成本低廉，效果显著。
3 解决问题
3.1 矿井及工作面概况
斜井—立井混合式开拓方式是老石旦煤矿井田开拓方式，该矿目前主采北三采区的16#煤层，在12#煤层已经封闭完毕，16#煤层布置两个综放工作面。 矿井采用中央分列式通风，全矿有4个井筒，主、副井、北三风井进风，回风立井回风。2014年6月煤炭科学研究总院重庆研究院鉴定该矿自燃傾向等级鉴定结果为12#、16#煤层均为Ⅱ类自燃煤层；最短自然发火期分别为12#煤层：59天、16#煤层：63天。2014年矿井瓦斯等级鉴定的矿井瓦斯绝对涌出量为5.49m3/min，矿井相对涌出量2.07m3/t，属瓦斯矿井。
该矿031604综放工作面位于北二16#运输下山左翼，其西北为北二16#运输下山，东北、北西为未开采区。工作面走向长：1050m，倾斜长：246m，煤层倾角：5°，煤层密度1.55t/m3，煤层厚度：8.8m，机采高度3m，放顶煤高度5.8m，采放比为1∶1.93，采煤机截深为0.6m，日循环个数2个，月进度40m，工作面最大月产量为12.5万t。采用走向长壁后退式综合机械化放顶煤采煤方法，全部垮落法充填采空区。
3.2 理论基础
在采煤工作面停止生产或检修、维护期间，液压支架处于静止状态，为了保障在此期间液压支架不被行人、物体误碰误撞操作阀手把，造成支架误动作的问题，特制定了能够控制此项问题的闭锁装置。由于液压支架中部的操作阀手把为单项单列，而操作阀手把的可拉动范围为向左或向右拨动，中间位置为静止状态，根据操作阀手把的这一物理特性，结合井下检修、维护期间的实际需求，特发明了解决该问题的闭锁装置。该闭锁装置主要采用了物理定位技术，在液压支架中部操作阀手把上下两端分别装设固定钢板，以操作阀手把静止状态的位置为中心点在上、下两端的钢板上标记，在标记点左右各留5mm的间距进行再次标记，对上下两块钢板标记的外侧两个点进行打眼，期间制作一个φ12mm的“U型”铁质插拔杆，自操作阀手把上方的钢板垂直两孔插入，直至插入底部的钢板两孔，这样就可以将液压支架操作阀手把在采煤工作面检修、维护期间，保持液压支架的静止状态，这就是新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置工作原理的理论基础和依据。endprint
3.3 工作原理
首先加工两块规格为长度为150mm、宽度为70mm、厚度为5mm的铁板，并在相同的位置上钻两个间距为30mm、φ20mm的圆孔如圖4所示；然后再加工一个“U型”插销，插销的规格为长度680mm，半弧，插销材质选择φ12mm的钢筋如图5所示；最后将加工好的两块铁板安装到操作阀手把上下两端如图6所示，将“U型”插销对准铁板上的两孔插入，“U型”插销下端正好插入底部铁板两孔内如图7所示，这样就可以将液压支架中部的操作阀手把进行了物理定位，及时有行经路过该操作阀手把区域附近的工作人员，误碰误撞操作阀手把，由于闭锁装置的应用，操作阀手把牢牢地被闭锁装置固定在限制区域内，无法进行误动作，这样就避免了采煤工作面液压支架操作阀手把误动作造成的支架动作出现的危险因素，避免了采煤工作面设备损坏及人身伤害。如此就可以达到防止液压支架操作阀手把误动作的目的。
新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置在采煤工作面检修、维护期间应用时的注意事项：
（1）新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置原则上在每一台液压支架中部布置一个，这样能够从源头上很好地控制采煤工作面液压支架操作阀手把误动作的问题。
（2）新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置应该安排专人对该装置进行定期检查，发现该装置有故障或损坏无法正常使用，必须立即进行更换，确保该闭锁装置能够正常发挥作用。
（3）应该对新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置进行挂牌管理，在管理牌上写明安放时间、负责人姓名等内容，并建立规范的管理台账和记录。
（4）加强员工安全教育力度，使员工都能够做到爱护新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置，严禁闲杂人员移作他用或者损坏该闭锁装置，应该建立严格的奖惩制度，对破坏新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置的人员进行严惩。
（5）新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置必须便于安装和拆卸，且不用的时候，必须放置在妥善区域，防止该闭锁装置丢失或被工作面煤尘掩埋。
（6）损坏的新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置应该及时回收上井进行维修，严禁在井下乱扔乱放。
4 应用案例
苏家沟煤矿1603综放工作面自2015年10月份进行回采以来，采煤工作面液压支架时常因为行进间的操作工人误碰误撞，导致支架顶梁液压泄液，支护位置偏移、下沉，造成顶板漏顶压垮刮板输送机，不仅容易造成机电设备的损坏，甚至造成人身伤害事故，严重制约着矿井的安全生产，后来在031604综放工作面试验并使用了新型高负压下放水装置，先后在该工作面共安装了158台（每部液压支架安装一台），使用了新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置后，经过监测人员两个个多月的观察发现该采煤工作面液压支架操作阀手把误动作造成的各类问题一直没有出现过，由此可见使用了新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置对采煤工作面的安全生产提供了可靠的保障。
5 结语
（1）该新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置结构简单，操作简便，易上手，井下采煤工作面操作人员无需专业学习即可上手。
（2）该新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置在使用过程中，能够大大降低井下采煤工作面操作人员因设备误动作造成的人员伤亡的概率。
（3）该新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置工作原理简单，结构便于装拆和运输，使用比较方便。
（4）新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置便于生产和使用。
（5）该新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置结构简单，成本低廉，使用效果显著。
（6）新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置具有很好的互换性能，对损坏的零部件可以及时进行更换和维修，使用寿命长。
（7）该新型防止液压支架操作阀手把误动作的闭锁装置可重复使用，所以会明显地降低使用成本。
参考文献
[1]程居山.煤矿机械[M].徐州：中国矿业大学出版社，1997.
[2]唐健.全面推进煤矿开采机械智能信息化建设的研究[J]. 煤矿机械，2013，（7）：83-86.
[3]顾苏军，韩正铜.采用先进制造技术加速煤矿机械的发展[J].煤炭科技，2006，（4）：13-16.
[4]严俊华.我国加入WTO后采煤机械的发展趋势[J]. 煤，2003，（3）：44-46.
[5]李峰.煤矿采煤方法和采煤技术的选择浅谈[J].能源与节能.2014，（1）：96-98.endprint
