浏览次数：506项目概况
近几年来，我国综采工作面开采度逐渐加大，支架的工作阻力也越来越大，随着支架工作阻力不断增大，也带来了支架顶梁柱窝结构的性能和可靠性能否满足液压支架高工作阻力要求的问题。而顶梁柱窝结构作为液压支架受力最复杂、最恶劣的关键部位，液压支架在井下使用时，容易出现底座柱窝板损坏、柱窝被压坏的现象，综采工作面顶板压力通过立柱传递到底座柱窝，使底座柱窝板产生开裂、穿底、下沉等问题，影响综采工作的进度且容易引发安全事故。
通过对支架立柱与柱窝板的有限元分析及反复试验，确定了柱窝板的加固焊接方案。支架在原柱窝板下沉、开裂的情况下，先对原柱窝板进行裂缝修补、下沉板恢复施焊，其次在原柱窝板球窝处加补球头，填充原柱窝板受力缺陷处，球头上表面与原柱窝板上表面持平，使立柱传递下来的立均匀分散在原柱窝板上，最后在原柱窝板上加增一块新柱窝板，四周开破口与壁焊接分散立柱传递下来的力。柱窝板与球头材料经计算选用Q690e，属于高强度焊接结构钢。
原柱窝结构形式，主要特征是主筋与底板之间为T形焊接接头、双面角焊缝；柱窝垫板宽度小于柱窝，坡口朝上，与主筋板、底板之间形成塞焊缝。该结构点工艺简单，但塞焊缝与对接焊缝、角焊缝相比承载能力弱，而且塞焊缝因施焊角度和位置不好，焊工操作易出现熔池超前流动而造成虚焊，焊缝承载能力大幅下降。改进后的柱窝结构形式，主要特征是主筋板开四面坡口，柱窝垫板宽等于柱窝，坡口朝下，其承载能力比双面角焊缝更强，同时较低应力集中。
采用原柱窝板修复新增柱窝板的方式加固后，支架在井下连续运行效果显著，没有出现再次开裂、变形、下沉等情况。支架日常维修中，因柱窝损坏需更换新底座，新底座购买成本约9万元，通过该种技术对柱窝进行维修，柱窝材料、人工等综合计算成本约3万元，12000KN支架为双柱窝，一架支架约可节省3万元。根据实际维修案例统计，维修支架188架支架，柱窝损坏54架，共计节省162万元。通过日常业务开展统计，井下一个工作面支架需求约170架，按1/5损坏量计算，共计约节省102万元，一年预计可维修至少三个工作面，每年总计可节省306万元。现已在井工一矿进行改装使用，效果良好，未发现塌陷、断裂现象，后期可逐步用于各种型号支架。