掘进机机载临时支护的研究应用

李大帅

摘 要：随着煤矿掘进机械化水平不断提高，巷道掘进单进也在快速提升，研究、优化各施工工序对提高单进水平变得尤为重要，临时支护作为巷道掘进期间必不可少的一道工序，对于煤巷综掘而言，研究临时支护在掘进过程中既能保证安全，又能使该工序操作方便、快捷对提高单进意义重大，通过采用掘进机机载临时支护替代传统前探梁作为临时支护，既能达到前探梁临时支护的效果，又能降低职工劳动强度，具有操作简单、方便、安全、快捷等优点。

关键词：机载临时支护装置；前探梁；钢筋网

1 概况

河南永锦能源有限公司云盖山煤矿一矿主采二1煤层，我矿目前施工掘进的22206运输顺槽沿二1煤层顶板掘进，支护方式采用锚网（索）支护，断面形状为梯形，断面规格：净宽5m，净高3m，顶部采用锚杆、钢筋网、M钢带闭顶，帮部采用锚杆、钢筋网、塑编网、M钢带闭帮，22206运输顺槽主要用于满足22206综采工作面回采时的通风、行人、运输需要，22206综采工作面回采过程中该巷道采用沿空留巷技术进行留巷，后期兼做22208综采工作面回风巷使用。

2 机载临时支护装置主要构件及工作原理

2.1 组成部分

机载临时支护装置主要由顶架梁、连接器、主臂架、伸缩臂架、回转支架、油缸、插装双向锁、高压油路过滤器、高压油管、溢流阀、控制操作阀、平衡阀等组成。

2.2 工作原理

工作时，使用掘进机的泵站供油，工作油通过二位三通阀，进入高压油路过滤器，经过溢流阀到操作阀，进入插装双向锁，双向锁打开后进入执行器，油缸立架升起、前进，顶架梁打开，主架升高到所需高度和支护深度。

2.3 機载临时支护装置技术参数

1）装置系统压力：16MPa，流量50L/min。

2）适用巷道断面：矩型、梯型。

3）适用巷道宽度4.0～4.5m，高度2.0～4.2m。

4）额定工作阻力：6.5kN。

5）支护面积：2m×2.1m，展开3.4m×3.4m。

6）支护超出掘进机截割头距离：1m～1.8m，前伸展开3.1m。

7）顶架可倾斜：≤20°，上展45°。

8）装臵重量（包括液压系统重量）：约1000kg。

2.4 操作方法

1）掘进机司机按巷道设计尺寸切割完成后，将掘进机停放在巷道中间位置，并将截割头落到迎头浮煤上。

2）掘进机停好后，将掘进机停电闭锁，操作掘进机液压系统，使掘进机自身液压系统处于闭锁状态，机载临时支护液压系统处于供液状态。

3）由班组长对工作面进行敲帮问顶，确认安全后，及时检查机载临时支护各部位及液压管路是否完好。

4）施工人员首先将钢筋网和M钢带铺设在支护顶梁上，并用14#铁铁丝将钢筋网、M钢带与支护顶梁进行绑扎，防止钢筋网、M钢带从支护顶梁上滑落，确定钢筋网、M钢带与支护顶梁绑扎牢固后撤出工作面。

5）掘进机司机通过操作机载临时支护装置的摆动油缸和支撑油缸液压控制手柄，使支护顶梁由折叠状态慢慢平稳打开，达到需要的角度和位置时松开操作手柄，再通过操作伸缩油缸使支护顶梁升起，通过支护顶梁将M钢带、钢筋网一同托起到距顶板100-200mm位置后停止，通过操作前伸油缸调整钢筋网、M钢带位置，钢筋网、M钢带位于设计位置后，操作控制阀将M钢带、钢筋网与顶板压紧、贴实，保证机载临时支护顶梁接顶有力，然后用14#铁丝将顶部所用的钢筋网与支护完好的顶网进行连接，钢筋网与已支护完好的网搭接长度100mm。

6）机载临时支护完成后，施工人员开始进行永久支护，在施工顶部锚杆时若M钢带孔与机载支护顶梁重合，造成锚杆无法打设时，该锚杆可在机载临时支护装置收回后再进行补打。

7）顶板锚杆施工完毕，经验收合格后，撤出掘进机前方施工人员，开始收回机载临时支护装置，收回机载临时支护装置前应先将支护顶梁与M钢带绑扎的铁丝拆掉，机载临时支护装置收回后，将综掘机后退至距工作面5m范围外，开始施工两帮锚杆。

3 机载临时支护应用效果

3.1 传统临时支护存在问题

传统临时支护采用圆钢管加工成前探梁配合专用吊环及背木作为临时支护，存在操作环节多，劳动强度大，对于综掘巷道一次成巷而言，由于掘进机切割结束后，巷道高度为一次达到设计高度，工作面在进行前探梁临时支护时，操作人员必须借助爬梯方可进行工作面临时支护，其次掘进机在进行下一循环切割时，为避免掘进机切割头在切割时碰撞到前探梁，每次切割前必须将前探梁进行后移，存在操作不便等问题，若工作面出现地质构造需进行爆破作业时，为避免爆破损坏前探梁，每次爆破前还需将前探梁及吊环去掉，爆破结束后进行临时支护时，再重新进行吊挂、安装前探梁吊环及前探梁，从而增加工作面施工环节，对提高工作面单进影响较大。

3.2 机载临时支护应用效果

掘进机机载临时支护装置实现了巷道临时支护的机械化，为提高掘进工作面单进奠定了基础，采用该装置时主动支撑顶板，有效地给顶板施加支撑力，使顶板处于安全支护状态，安全可靠，提高迎头作业安全性，采用伸缩护顶梁设计，支护面积大，能有效地对迎头空顶区进行支护，该装置安装在掘进机的截割臂上，可随掘进机一起推进，缩短了临时支护时间，从而提高临时支护效率，加快掘进速度，对空顶区进行临时支护时，操作人员在安全区域进行操作，避免人员进入空顶区作业，进一步增加作业安全性，操作简单，大大减少劳动强度，减少现场操作人员数量，提高了劳动工效。

3.3 经济效益

根据现场对两种临时支护方式进行对比得出，工作面采用前探梁作为临时支护时，自开始安装到前探梁临时支护结束需要35分钟，通过使用机载临时支护装置时，临时支护时间只需10分钟，大大缩短了临时支护时间，提高了临时支护速度，按照每天3个循环，采用机载临时支护装置时每天在临时支护工序时间上可节约75分钟，其次采用机载临时支护时，工作面临时支护均为机械化操作完成，工作面在进行临时支护的同时可安排施工人员提前准备支护所需的材料。

4 结论

通过现场实践证明，随着综掘巷道在煤矿的占比不断提高，采用机载临时支护装置完成工作面临时支护，不但灵活、快捷，还避免了操作人员在临时支护时空顶作业，增加了操作安全性，并降低劳动强度，其次增强临时支护可靠性十分有效，该装置推广应用对提高综掘单进意义重大。

参考文献

[1]胡林.综掘临时支护的研究与应用[J].煤炭科学技术，2008（6）.

[2]李明亮，高怀参，秦致河.煤巷综掘机临时支护技术实践[J].中州煤炭，2011（11）：64-65.