【摘要】本文以潘二煤礦12224上順槽錨網(wǎng)支護(hù)巷道掘進(jìn)工作面為背景，結(jié)合單體水壓支柱臨時(shí)支護(hù)存在支護(hù)強(qiáng)度低、支護(hù)面積小、操作不便及安全系數(shù)低等缺點(diǎn)。通過對比分析引進(jìn)天河科技研發(fā)的機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置，該裝置具有選位合理、結(jié)構(gòu)簡便、對掘進(jìn)機(jī)的改造量小、不干擾掘進(jìn)機(jī)的正常截割作業(yè)功能。進(jìn)而優(yōu)化了支護(hù)工藝，降低了勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，縮短了工序時(shí)間，提高了掘進(jìn)效率和安全系數(shù)。實(shí)現(xiàn)了綜掘臨時(shí)支護(hù)的機(jī)械化，縮短了工序時(shí)間，為綜掘巷道的安全高效掘進(jìn)和施工安全提供了條件。
引言
隨著礦井年產(chǎn)量的逐年攀升，潘二礦對快速掘進(jìn)的要求越來越迫切，生產(chǎn)實(shí)踐存在掘進(jìn)速度慢、勞動(dòng)組織繁冗、安全系數(shù)低等一系列問題，與煤臨時(shí)支護(hù)施工工藝密切相關(guān)。潘二礦煤巷錨網(wǎng)支護(hù)巷道掘進(jìn)一般采用煤巷掘進(jìn)機(jī)組及配套的單體風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)、支護(hù)施工，而單體風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)在施工錨桿、錨索前，采用單體水壓支柱作為臨時(shí)支護(hù)，但這種臨時(shí)支護(hù)存在支護(hù)強(qiáng)度低、支護(hù)面積小、操作不方便、安全系數(shù)低等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響煤巷掘進(jìn)效率，并且存在著較大的安全隱患。因此，引進(jìn)天河科技研發(fā)的機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置，安裝在掘進(jìn)機(jī)懸臂上，對于優(yōu)化支護(hù)工藝，降低勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，提高掘進(jìn)效率和安全系數(shù)等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有重要意義。
1臨時(shí)支護(hù)現(xiàn)狀
目前我國推行錨桿支護(hù)的綜掘巷道，由于巷道圍巖多為中等穩(wěn)定和不穩(wěn)定狀況，頂板較破碎，支護(hù)形式為多種聯(lián)合支護(hù)。因巷道斷面小，在綜掘施工巷道中支護(hù)機(jī)具大多配備風(fēng)動(dòng)單體錨桿鉆機(jī)，鉆進(jìn)效能低、占用輔助時(shí)間長，由于掘錨速度慢，為避免空頂時(shí)間長引起頂板沉降和變形均采用臨時(shí)支護(hù)。
潘二煤礦現(xiàn)階段巖巷錨噴支護(hù)巷道單巷掘進(jìn)施工時(shí)，一般采用EBZ220H型和EBZ260H型巖巷掘進(jìn)機(jī)組相配套的MQT-85J-33型單體風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)、支護(hù)施工。掘進(jìn)工作面普遍使用的臨時(shí)支護(hù)方式為：前探梁+背木臨時(shí)支護(hù)和輕型單體水壓支柱+π型橫梁臨時(shí)支護(hù)2種方式，前一種形式支護(hù)為被動(dòng)支護(hù)，沒有初撐力，操作人員有進(jìn)入空頂區(qū)架設(shè)作業(yè)的可能，存在安全隱患，安全性差，操作過程復(fù)雜，人工移動(dòng)，用人多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，臨時(shí)支護(hù)速度慢、效率低。第二種形式則支護(hù)速度慢，導(dǎo)致空頂時(shí)間長，頂板易發(fā)生沉降和變形，對水壓要求較高，普遍性不高，而且工人扛運(yùn)單體水壓支柱勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作人員必需有一段空頂作業(yè)時(shí)間，存在較大的安全隱患。
2機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置的引進(jìn)
2014年5月，潘二煤礦在西二12224上順槽綜掘工作面安裝使用了一套機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置。這套裝置由山東天河科技股份有限公司生產(chǎn)，安裝在EBZ-160型掘進(jìn)機(jī)上，代替原有的前探梁和單體水壓支柱臨時(shí)支護(hù)。在滿足臨時(shí)支護(hù)的同時(shí)也可以托起錨網(wǎng)和鋼帶或槽鋼，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化支護(hù)作業(yè)，成功地解決了以往臨時(shí)支護(hù)期間空頂作業(yè)難題。
機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置主要結(jié)構(gòu)：頂架、主架、折疊油缸、升降油缸、支撐油缸、平衡閥、二位三通閥、分流集流閥、多路換向閥及其配套液壓管路組成。多路換向閥安裝在司機(jī)臺，平衡閥安裝在各自油缸體上。
3機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置的工作原理
機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置工作時(shí)，由原掘進(jìn)機(jī)的液壓泵站供油，推動(dòng)多路換向閥使液壓油通過分流集流閥進(jìn)入平衡閥和支撐油缸、折疊油缸，使頂架打開升起。推動(dòng)升降油缸使主架升高，通過三組油缸的協(xié)調(diào)操作使頂架、主架調(diào)整到所需要的高度、角度，升到巷道上頂板，把鋼帶和鋼網(wǎng)壓緊在巷道頂板上，并達(dá)到所需的支撐力后停止。關(guān)閉臨時(shí)支護(hù)裝置動(dòng)力源。此時(shí)，施工人員進(jìn)入掘進(jìn)工作面在臨時(shí)支護(hù)裝置的掩護(hù)下進(jìn)行錨桿支護(hù)作業(yè)。
4機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置的技術(shù)參數(shù)
1）適用巷道高度2m～4.2m；
2）支護(hù)最大寬度3.6m；
3）最大支撐力1.5t；
4）支護(hù)面積3.24m2～9m2；
5）支護(hù)超出截割頭0.9m～2.2m；
6）頂架橫向傾斜角-200～+200前后傾斜角300；
7）系統(tǒng)壓力18Mpa；
8）整機(jī)重量約1t。
5具體操作工序如下：
1）掘進(jìn)機(jī)完成截割作業(yè)后，將截割頭放下。先檢查支護(hù)裝置各部位零部件及管路是否完好，再操作二位三通閥使液壓油切換到支護(hù)裝置的油路；
2）掘進(jìn)機(jī)停電閉鎖，工作面敲幫問頂后，把鋼筋網(wǎng)或金屬網(wǎng)、鋼帶放在臨時(shí)支護(hù)頂架上綁緊，除兩名支護(hù)工及司機(jī)外其他人員撤出，并設(shè)置警戒（要求掘進(jìn)機(jī)司機(jī)在操作位置，兩名支護(hù)工站立于平臺的永久支護(hù)下）；
3）掘進(jìn)機(jī)送電，啟動(dòng)油泵升臨時(shí)支護(hù)裝置，司機(jī)根據(jù)副司機(jī)指揮調(diào)整角度及高度，若網(wǎng)片搭接不合適，司機(jī)停油泵，停電，副司機(jī)進(jìn)行處理，再次送電，升起臨時(shí)支護(hù)接頂并達(dá)一定支撐力，停電閉鎖；
4）支護(hù)人員進(jìn)入到臨時(shí)支護(hù)下方進(jìn)行永久支護(hù)，永久支護(hù)結(jié)束后人員撤出并設(shè)置警戒，送電收回臨時(shí)支護(hù)裝置，支護(hù)作業(yè)完成后，推動(dòng)二位三通閥切換到掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)所需的油路，繼續(xù)進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。
6機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置的特點(diǎn)及優(yōu)越性
機(jī)載臨時(shí)支護(hù)在掘進(jìn)機(jī)截割夠一個(gè)循環(huán)（2米）后停機(jī)并進(jìn)行敲幫問頂，把鋼筋網(wǎng)或金屬網(wǎng)、鋼帶放在臨時(shí)支護(hù)頂架上綁緊，啟動(dòng)掘進(jìn)機(jī)油泵升起臨時(shí)支護(hù)到未支護(hù)的空頂下，達(dá)到額定初撐力；在有臨時(shí)支護(hù)的頂板下逐排進(jìn)行錨桿、錨索永久支護(hù)施工。
相較于傳統(tǒng)臨時(shí)支護(hù)方式，機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置具有如下優(yōu)越性：
1）進(jìn)一步優(yōu)化了煤巷掘進(jìn)施工工藝，提高了臨時(shí)支護(hù)的安全性和可靠性；
2）掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺由原來的1.8米增加到2.7米，提高了掘進(jìn)效率和單進(jìn)水平；
3）采用液壓機(jī)械支護(hù)，避免了工人進(jìn)入空頂區(qū)作業(yè)的危險(xiǎn)；
4）超前支護(hù)方式由原來的被動(dòng)支護(hù)變?yōu)橹鲃?dòng)支護(hù)，支護(hù)能力達(dá)到1.5T；
5）支護(hù)裝置可根據(jù)頂板傾斜程度適當(dāng)調(diào)節(jié)伸縮油缸，以適應(yīng)不同條件下的頂板狀況，確保超前支護(hù)緊貼頂板；
6）該系統(tǒng)通過控制閥控制各部件的動(dòng)作，從根本上改變了傳統(tǒng)的臨時(shí)支護(hù)方式，能夠隨掘進(jìn)機(jī)行走，動(dòng)力由掘進(jìn)機(jī)提供；
7）操作簡單，操作閥組少，管路少，便于維護(hù)；
8）支護(hù)面積大，支護(hù)強(qiáng)度高，給工人創(chuàng)造了安全的作業(yè)環(huán)境，大大提高了掘進(jìn)工作面安全性。
7結(jié)論
通過對比分析和井下實(shí)踐證明，潘二煤礦復(fù)雜的地質(zhì)條件和頂板狀況下，采用該裝置可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化臨時(shí)支護(hù)。對工作面空頂區(qū)可實(shí)現(xiàn)快速支護(hù)，并且相對傳統(tǒng)方式可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)支撐頂板，徹底解決了掘進(jìn)工作面錨桿支護(hù)時(shí)部分時(shí)間空頂作業(yè)問題，消除了空頂作業(yè)的安全隱患，杜絕了因空頂作業(yè)造成的工傷事故。
在提高綜掘掘進(jìn)速度的同時(shí)，還能保障錨桿支護(hù)的安全性，進(jìn)一步提高了潘二煤礦綜掘機(jī)械化水平。
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