掘進機機載臨時支護的研究應用

李大帥

摘 要：隨著煤礦掘進機械化水平不斷提高，巷道掘進單進也在快速提升，研究、優化各施工工序對提高單進水平變得尤為重要，臨時支護作為巷道掘進期間必不可少的一道工序，對于煤巷綜掘而言，研究臨時支護在掘進過程中既能保證安全，又能使該工序操作方便、快捷對提高單進意義重大，通過采用掘進機機載臨時支護替代傳統前探梁作為臨時支護，既能達到前探梁臨時支護的效果，又能降低職工勞動強度，具有操作簡單、方便、安全、快捷等優點。

關鍵詞：機載臨時支護裝置；前探梁；鋼筋網

1 概況

河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦主采二1煤層，我礦目前施工掘進的22206運輸順槽沿二1煤層頂板掘進，支護方式采用錨網（索）支護，斷面形狀為梯形，斷面規格：凈寬5m，凈高3m，頂部采用錨桿、鋼筋網、M鋼帶閉頂，幫部采用錨桿、鋼筋網、塑編網、M鋼帶閉幫，22206運輸順槽主要用于滿足22206綜采工作面回采時的通風、行人、運輸需要，22206綜采工作面回采過程中該巷道采用沿空留巷技術進行留巷，后期兼做22208綜采工作面回風巷使用。

2 機載臨時支護裝置主要構件及工作原理

2.1 組成部分

機載臨時支護裝置主要由頂架梁、連接器、主臂架、伸縮臂架、回轉支架、油缸、插裝雙向鎖、高壓油路過濾器、高壓油管、溢流閥、控制操作閥、平衡閥等組成。

2.2 工作原理

工作時，使用掘進機的泵站供油，工作油通過二位三通閥，進入高壓油路過濾器，經過溢流閥到操作閥，進入插裝雙向鎖，雙向鎖打開后進入執行器，油缸立架升起、前進，頂架梁打開，主架升高到所需高度和支護深度。

2.3 機載臨時支護裝置技術參數

1）裝置系統壓力：16MPa，流量50L/min。

2）適用巷道斷面：矩型、梯型。

3）適用巷道寬度4.0～4.5m，高度2.0～4.2m。

4）額定工作阻力：6.5kN。

5）支護面積：2m×2.1m，展開3.4m×3.4m。

6）支護超出掘進機截割頭距離：1m～1.8m，前伸展開3.1m。

7）頂架可傾斜：≤20°，上展45°。

8）裝臵重量（包括液壓系統重量）：約1000kg。

2.4 操作方法

1）掘進機司機按巷道設計尺寸切割完成后，將掘進機停放在巷道中間位置，并將截割頭落到迎頭浮煤上。

2）掘進機停好后，將掘進機停電閉鎖，操作掘進機液壓系統，使掘進機自身液壓系統處于閉鎖狀態，機載臨時支護液壓系統處于供液狀態。

3）由班組長對工作面進行敲幫問頂，確認安全后，及時檢查機載臨時支護各部位及液壓管路是否完好。

4）施工人員首先將鋼筋網和M鋼帶鋪設在支護頂梁上，并用14#鐵鐵絲將鋼筋網、M鋼帶與支護頂梁進行綁扎，防止鋼筋網、M鋼帶從支護頂梁上滑落，確定鋼筋網、M鋼帶與支護頂梁綁扎牢固后撤出工作面。

5）掘進機司機通過操作機載臨時支護裝置的擺動油缸和支撐油缸液壓控制手柄，使支護頂梁由折疊狀態慢慢平穩打開，達到需要的角度和位置時松開操作手柄，再通過操作伸縮油缸使支護頂梁升起，通過支護頂梁將M鋼帶、鋼筋網一同托起到距頂板100-200mm位置后停止，通過操作前伸油缸調整鋼筋網、M鋼帶位置，鋼筋網、M鋼帶位于設計位置后，操作控制閥將M鋼帶、鋼筋網與頂板壓緊、貼實，保證機載臨時支護頂梁接頂有力，然后用14#鐵絲將頂部所用的鋼筋網與支護完好的頂網進行連接，鋼筋網與已支護完好的網搭接長度100mm。

6）機載臨時支護完成后，施工人員開始進行永久支護，在施工頂部錨桿時若M鋼帶孔與機載支護頂梁重合，造成錨桿無法打設時，該錨桿可在機載臨時支護裝置收回后再進行補打。

7）頂板錨桿施工完畢，經驗收合格后，撤出掘進機前方施工人員，開始收回機載臨時支護裝置，收回機載臨時支護裝置前應先將支護頂梁與M鋼帶綁扎的鐵絲拆掉，機載臨時支護裝置收回后，將綜掘機后退至距工作面5m范圍外，開始施工兩幫錨桿。

3 機載臨時支護應用效果

3.1 傳統臨時支護存在問題

傳統臨時支護采用圓鋼管加工成前探梁配合專用吊環及背木作為臨時支護，存在操作環節多，勞動強度大，對于綜掘巷道一次成巷而言，由于掘進機切割結束后，巷道高度為一次達到設計高度，工作面在進行前探梁臨時支護時，操作人員必須借助爬梯方可進行工作面臨時支護，其次掘進機在進行下一循環切割時，為避免掘進機切割頭在切割時碰撞到前探梁，每次切割前必須將前探梁進行后移，存在操作不便等問題，若工作面出現地質構造需進行爆破作業時，為避免爆破損壞前探梁，每次爆破前還需將前探梁及吊環去掉，爆破結束后進行臨時支護時，再重新進行吊掛、安裝前探梁吊環及前探梁，從而增加工作面施工環節，對提高工作面單進影響較大。

3.2 機載臨時支護應用效果

掘進機機載臨時支護裝置實現了巷道臨時支護的機械化，為提高掘進工作面單進奠定了基礎，采用該裝置時主動支撐頂板，有效地給頂板施加支撐力，使頂板處于安全支護狀態，安全可靠，提高迎頭作業安全性，采用伸縮護頂梁設計，支護面積大，能有效地對迎頭空頂區進行支護，該裝置安裝在掘進機的截割臂上，可隨掘進機一起推進，縮短了臨時支護時間，從而提高臨時支護效率，加快掘進速度，對空頂區進行臨時支護時，操作人員在安全區域進行操作，避免人員進入空頂區作業，進一步增加作業安全性，操作簡單，大大減少勞動強度，減少現場操作人員數量，提高了勞動工效。

3.3 經濟效益

根據現場對兩種臨時支護方式進行對比得出，工作面采用前探梁作為臨時支護時，自開始安裝到前探梁臨時支護結束需要35分鐘，通過使用機載臨時支護裝置時，臨時支護時間只需10分鐘，大大縮短了臨時支護時間，提高了臨時支護速度，按照每天3個循環，采用機載臨時支護裝置時每天在臨時支護工序時間上可節約75分鐘，其次采用機載臨時支護時，工作面臨時支護均為機械化操作完成，工作面在進行臨時支護的同時可安排施工人員提前準備支護所需的材料。

4 結論

通過現場實踐證明，隨著綜掘巷道在煤礦的占比不斷提高，采用機載臨時支護裝置完成工作面臨時支護，不但靈活、快捷，還避免了操作人員在臨時支護時空頂作業，增加了操作安全性，并降低勞動強度，其次增強臨時支護可靠性十分有效，該裝置推廣應用對提高綜掘單進意義重大。

參考文獻

[1]胡林.綜掘臨時支護的研究與應用[J].煤炭科學技術，2008（6）.

[2]李明亮，高懷參，秦致河.煤巷綜掘機臨時支護技術實踐[J].中州煤炭，2011（11）：64-65.