交错式超前支护装置在综掘巷道中的应用

韩光华，徐 旷

（中鼎国际工程有限责任公司，江西 南昌 330096）

一直以来，综掘工作面的临时支护是限制掘进进度的技术难题。无论是传统的吊环前探梁，还是现在普遍使用的机载前探梁都存在覆盖范围小、循环进尺少，接顶不实等缺点；使用这些超前支护时，掘进工作面掉矸现象时有发生，工人的安全无法得到有效保障。结合黄陵一号煤矿1005 回风顺槽现场工作面的地质条件，使用新型交错式掘进超前支护装置作为临时支护，能有效地控制顶板，使综掘机的掘进效率得到更大程度的提高。

1 工程概况

1.1 工作面地质状况

黄陵一号煤矿1005 回风顺槽设计长2 356 m，顺槽主断面为矩形，宽5.2 m，高2.8 m。掘进范围内煤层平均厚度2.1 m 左右，结构简单，属于稳定煤层，顶板为砂质泥岩，且局部厚度较薄，掘进过程中易导致顶板破碎。

1.2 支护设计

顶板采用锚杆+T140 型钢带+ 锚索+ 塑钢网联合支护，顶锚杆为Φ20 mm×2 500 mm 螺纹钢锚杆；锚索梁采用T140 型钢带加工，梁长4 800 mm，一梁四索，锚索采用Φ17.8 mm×8 300 mm 钢绞线；两帮采用锚杆+ 塑钢网联合支护，主帮侧为Φ20 mm×2 500 mm 玻璃钢锚杆，副帮侧为Φ20 mm×2 500 mm 螺纹钢锚杆；顶、帮网均采用塑钢网，网孔55 mm×50 mm。

图1 断面支护

2 超前支护装置构成及操作流程

2.1 超前支护装置组成及参数

ZJC2×800/21/30 型交错式掘进超前支护装置主要由金属结构件和液压系统组成。金属结构件有：横梁、顺梁、前梁等组成；液压系统主要有：立柱、各类千斤顶、液压控制元件、液压辅助元件等，见图2。

图2 设计结构

装置的主要技术参数见表1。

表1 ZJC2×800/21/30 型叉错式超前支护装置主要技术参数

2.2 操作流程

装置分为四组立柱，每根横梁的立柱（两根）为一组，从工作面往后依次将立柱编号为1#、2#、3#、4#立柱。先由泵站工开启泵站，移架工须待泵站压力达到规定值15 MPa后，方可开始控制操作阀进行移架。流程：开启乳化泵站→操作阀打开→升2#、4#立柱→收回前梁→降1#、3#立柱→伸出推移油缸，前移1#、3#顺梁→升1#、3#立柱接顶→伸出前梁→降2#、4#立柱→回收推移油缸，前移2#、4#顺梁→升2#、4#立柱接顶→操作阀关闭→停止乳化泵站，移架结束［1］。

2.3 注意事项

（1）支架移动时须提前将立柱前移路线的煤清理干净，确保立柱支撑在实底上，然后在跟班队长的统一指挥下，由4 名移架工协同作业，尽可能保证支架立柱落地垂直、不歪斜。

（2）支架每移动一个步距，均须保证一组顺梁接顶严实后，方可操作另一组顺梁。

（3）支架在前移过程中由于支架顶梁对顶锚杆的撞击破坏，造成锚杆失效，所以要求在支架前梁上端绑扎木托板垫层，保证支架前移时不破坏锚杆。

（4）支架在前移时，操作及辅助人员要关注支架的行走路线，尽可能保证支架沿直线前移，并且不破坏两帮锚杆支护。

（5）在地质构造带内，因局部顶板破碎、掉矸等原因造成顶板不平整，支架顺梁着力点较少、迈步前移较为困难，可适当减小移动步距。

3 效果分析

1）从综掘机切割作业开始到支护的一系列作业过程中，可以保证综掘机机身、司机完全处在超前支护装置的掩护下且不受破碎顶板的威胁。

2）永久性支护作业时，作业人员始终处于超前支护顶梁下方，作业空间大且安全程度高。

3）移架前将顶网联好，在支架前移过程中实现自动铺网，相比传统临时支护铺网时，人员处于空顶区域，安全性大大提高。

4）实现循环进尺5 m，减少了频繁倒换工序的时间，降低作业强度的同时，也提高了作业效率［2］。

4 结语

综掘工作面交错式超前支护装置扩大临时支护覆盖范围，有效的控制顶板，优化施工工艺，使巷道掘进临时支护真正实现了装备化、机械化，对于完善掘进工作面机械化掘进工艺具有重要意义，可以在类似条件下推广使用。