掘進(jìn)機(jī)臨時(shí)支撐機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

楊春海

摘 要：介紹了掘進(jìn)機(jī)的臨時(shí)支撐機(jī)構(gòu)，分析了現(xiàn)有臨時(shí)支撐機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題。通過對(duì)臨時(shí)支護(hù)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化，解決了臨時(shí)支護(hù)支撐穩(wěn)定性等方面的問題，從而提高了井下作業(yè)的安全性。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)機(jī)；臨時(shí)支撐；輔助支撐；安全隱患

中圖分類號(hào)：TD421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.085

隨著煤炭易采儲(chǔ)量的逐年減少和煤炭平均開采深度的逐年增加，部分礦井的開采深度達(dá)到了1 000 m以上。在開采礦井的過程中，礦井的溫度逐漸升高、地壓逐漸增大，進(jìn)而易出現(xiàn)開采巷道變形、頂板破碎、空頂距離變短等問題。因此，在掘進(jìn)機(jī)開挖巷道后，需要以臨時(shí)支撐作為輔助支撐，以保證掘進(jìn)機(jī)工作面輔助作業(yè)的安全進(jìn)行。

目前，大部分礦井使用單體支柱作業(yè)臨時(shí)支撐，起到了一定的保護(hù)作用，但也存在一定的缺點(diǎn)——采用單體支柱時(shí)，其底部放置于掘進(jìn)堆積的炭塊物料中，而物料本身的穩(wěn)固性較差，加之頂部多采用1塊枕木單獨(dú)支撐，常導(dǎo)致臨時(shí)支撐的整體穩(wěn)定性較差，支撐力不強(qiáng)，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，應(yīng)將臨時(shí)支撐布置于掘進(jìn)機(jī)截割部頂部，掘進(jìn)機(jī)停止作業(yè)時(shí)，臨時(shí)支撐暫時(shí)縮回，以掘進(jìn)機(jī)為支護(hù)的支點(diǎn)，加上臨時(shí)支撐油缸等部件的鋼性支撐，可有效支撐掘進(jìn)工作面的頂部。

我國的機(jī)載臨時(shí)支撐正處于發(fā)展階段，其在應(yīng)用中還存在一些問題。因此，本文提出了一種機(jī)載臨時(shí)支撐的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

1 臨時(shí)支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及存在的問題

目前，掘進(jìn)機(jī)臨時(shí)支撐主要布置于掘進(jìn)機(jī)截割部頂部，即安裝于截割部電機(jī)上方或叉形架上方。在此情況下，可利用掘進(jìn)機(jī)截割部銷軸支撐連接部位，如圖1所示。掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行時(shí)，臨時(shí)支撐機(jī)構(gòu)可縮回至截割部，不影響掘進(jìn)機(jī)的正常截割；掘進(jìn)機(jī)停止運(yùn)行后，開始輔助支護(hù)作業(yè)，臨時(shí)支撐在掘進(jìn)機(jī)上部完全打開，主架部上表面支撐于未被支護(hù)的巷道，從而保證作業(yè)人員的安全。

在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，由于巷道具有拱形、梯形、矩形等不同的形狀，加之掘進(jìn)機(jī)的截割面不平整，導(dǎo)致臨時(shí)支撐上部的剛性支架無法與巷道頂部完全貼合，甚至只接觸到幾個(gè)點(diǎn)，因此，在掘進(jìn)過程中存在一些支護(hù)盲點(diǎn)；整套臨時(shí)支撐縮回后，會(huì)影響司機(jī)的視線；臨時(shí)支撐的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、管路繁多，加之操作難度較大，因此，需從結(jié)構(gòu)上對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 臨時(shí)支撐機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

根據(jù)原有臨時(shí)支撐存在的問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的主要內(nèi)容分為以下2方面：①簡化臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)，縮小臨時(shí)支撐的體積，從而使司機(jī)的事野更加寬廣，降低操作的難度；②在臨時(shí)支撐

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與頂板接觸的部位采用可塑性設(shè)計(jì)，從而有效增大支撐面積。優(yōu)化后的掘進(jìn)機(jī)臨時(shí)支撐機(jī)構(gòu)如圖2所示。

1—支撐平臺(tái)；2—伸縮臂； 1—基座；2—伸縮臂；3—支撐油缸；

3—支撐油缸；4—支撐部 4—伸縮油缸；5—支撐部

圖1 掘進(jìn)機(jī)臨時(shí)支撐機(jī)構(gòu) 圖2 優(yōu)化后的掘進(jìn)機(jī)臨時(shí)支撐機(jī)構(gòu)

該機(jī)構(gòu)主要用于鉆機(jī)運(yùn)行時(shí)的臨時(shí)頂板支撐，主要由基座、伸縮臂、支撐部、支撐油缸、伸縮油缸和銷軸等組成。該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較簡單，伸縮油缸已優(yōu)化為二級(jí)伸縮油缸，配合升降油缸可一次性地將支撐平臺(tái)推到較遠(yuǎn)的位置，且只需要2片閥即可完成相應(yīng)動(dòng)作；體積較小，基本不影響司機(jī)的視線；頂部支撐板采用活動(dòng)連接，可隨巷道形狀的變化而調(diào)整角度，從而提升支護(hù)的穩(wěn)定性。

3 使用效果

優(yōu)化后的掘進(jìn)機(jī)臨時(shí)支撐機(jī)構(gòu)在平煤八礦隨掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行了井下工業(yè)性試驗(yàn)，整機(jī)完成截割后可立即進(jìn)入臨時(shí)支護(hù)狀態(tài)，具有支護(hù)平穩(wěn)、操作簡單、不需要經(jīng)常移動(dòng)單體臨時(shí)支撐的特點(diǎn)，從而減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié)束語

臨時(shí)支撐為工人的井下作業(yè)提供了安全保障，在安全要求日益嚴(yán)格的煤礦生產(chǎn)中起到了重要的作用。本文提出了臨時(shí)支撐機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以期提高臨時(shí)支撐的可操作性、實(shí)用性和多樣性。