机载临时支架装置的应用分析

摘要： 《煤矿安全规程》规定：“掘进工作面到永久支护之间，必须使用临时支架或金属前探支架，严禁空顶作业”， 多年以来，困扰煤矿生产的一项技术难题就是巷道掘进临时支护的安全问题。目前我国主要采用窜管前探梁和支柱加横梁两种临时支护形式。但是这两种方式不但降低了掘进效率，并且造成了着空顶区的锚固作业的安全隐患。针对这种情况，凤凰山矿引进一种掘进机机载临时支护装置，替代原有的临时支护方式。该装置实现了临时支护的机械化，使锚护工人的安全得到了有效的保障。但也存在一些问题，通过分析这些问题，指明超前支护设备的改进方向，以发展快速掘进中的临时支护技术。

Abstract： The Coal Mine Safety Regulations shows that the temporary support or metal forepole support must be used between heading face and the permanent support， and roof job is strictly prohibit. Over the years， a difficult technology problem of coal production is the security issue of roadway drivage temporary supporting. At present， China mainly uses the channeling pipe front canopy as well as columns and beams methods. The two methods reduced the driving efficiency， and caused the safety risk for anchoring operation. In view of this situation， Fenghuangshan mine introduced a airborne falsework device of boring machine to replace the temporary support means. The device realizes the mechanization of temporary support and effectively ensures the safety of the anchor workers. But there are also some problems. Through the analysis of these problems， this paper indicated the improvement direction of advanced support equipment toe develop rapid excavation support technology in temporary support.

关键词： 快速掘进；临时支护；空顶区；顶板适应性

Key words： rapid excavation；temporary support；roof area；roof adaptability

中图分类号：S605+.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）19-0054-02

0 引言

针对巷道掘进过程中临时支护的安全问题，凤凰山矿引进一种掘进机机载临时支护装置，替代原有的临时支护方式。该装置装配在掘进机悬臂的中上部，其在满足临时支护的同时可以托起锚网和钢带或槽钢，实现了机械化支护作业，降低了作业强度，提高了掘进效率，使锚护工人的安全得到了有效的保障。但同时也存在一些问题，通过分析这些问题，指明超前支护设备的改进方向，以发展快速掘进中的临时支护技术。

1 掘进机机载临时支护装置

1.1 结构及工作原理 掘进机机载临时支护装置机械超前支护系统的主要组成有顶梁架、翼架、连接器、立柱和各部位、油缸、翼架旋转油缸以及管路控制阀等组成。其工作原理是：工作时，来自综掘机泵站的液压油经操作阀，内装式液压锁进入油缸。油缸推动连杆机构展开，使顶梁贴紧顶板起到支撑作用。操作中油压力超过溢流阀调定压力时，溢流阀卸载，双向锁关闭，使支护系统保留在稳定的支护状态。

1.2 技术参数

1.2.1 装置性能参数：

①适用巷道断面：矩形、拱形；

②适用巷道尺寸：巷净高2.4m～4.2m，巷净宽≥2.8m；

③最大支撑力：1.5t；

④最大支护面积：2.5m×2.5m；

⑤支护超出掘进炮头距离：0.9m～1.5m；

⑥顶架最大横向倾斜角：≤20°。

1.2.2 液压系统性能参数

①额定压力：16Mpa；

②额定流量：50L/min。

1.2.3 装置重量：约1t

1.3 设备的安装使用与操作

1.3.1 安装步骤 首先卸下原掘进机悬臂的前后各两个轴，然后分别安装加长轴。在新轴上安装两边的油缸和主架，再装顶梁架，在安装过程中，先把供液管路装上，方便调整对合位置。

1.3.2 操作准备 掘进机机载临时支护装置应配置一名掘进机司机和两名副司机负责操作。掘进机司机负责操作本装置，副司机负责观察指挥、把钢带钢网放到顶梁架上。

1.3.3 操作程序 掘进机完成截、割、装煤作业后，将截割头放下。检查支护装置各部位零部件及管路完好后，操作二位三通阀使液压油切换到支护装置的油路。副司机把锚网支护所用的钢带和钢网放在顶架上，使顶架上的磁铁将其吸住。掘进机司机推动支护装置的支撑缸和折叠缸液压控制手柄，主架和顶架由折合状态慢慢平稳打开，达到所需要的角度和位置时松开两操作手柄；推动主架的升降缸操作手柄使主架升起达巷道顶板高度，钢带和钢网被压紧至顶板并达到一定的支撑力。然后就可以在掘进机机载临时支护的保护下安全的打孔、上锚杆。装完锚网和锚杆后，先把主架下降到最底位置，再折合顶架，直到顶架压到掘进机上为止。以上动作通过反向拉动多路换向阀相应的手柄完成。支护作业完成后，推动二位三通阀切换到掘进机掘进所需的油路，继续进行掘进作业。

1.4 注意事项 使用中注意下列事项：

①副司机在打开支护装置时应当注意观察支护各关节管路是否正常，锚网是否滑落。

②除了保持油缸油位外，还要控制油温不超过70℃。

③工作前把黄油咀内加满黄油。

④定期清理油箱和过滤器。

⑤为了防止赃物进入管路造成液压油和液压元件的污染，不得随意拆卸液压件。当拆卸进行维修时为了防止进入煤尘，一定用布将油管接头、液压件进行包扎。

⑥在使用支护装置时，绝对不能动掘进机，否则会造成严重人员伤亡事故。如需进行工作时，应提前把支护装置收回，掘进机才能操作。

⑦支护高度不够时，应先落下支护装置，再抬高炮头，并在炮头下垫入枕木，然后再升高支护装置。严禁在支护装置打开状态下抬高炮头。否则将严重损坏本装置。

⑧支护顶架贴紧巷道顶面后，严禁再操作折叠油缸推动顶架前后推动。

2 使用中遇到的问题

掘进机机载临时支护装置在满足临时支护的同时可以托起锚网和钢带或槽钢，实现了机械化支护作业，降低了作业强度，提高了掘进效率，使锚护工人的安全得到了有效的保障。在使用过程中也出现了一些问题：

①掘进机机载临时支护装置安装后，遮挡了掘进机司机的观察的视线。掘进机司机不能观察到截割情况，不利于巷道成型，无形中增加了安全隐患。

②在割绞车硐等拐弯作业时，因时割不到，前探梁两侧超宽，增加了最小通过转弯半径。在安装掘进机机载临时支护装置后需要安装后改变了原来的垂直巷道的开口工艺，原来用机采即可的巷道开口工程，现在必须通过放炮开口，增加了施工的复杂性。

③掘进机机载临时支护装置安装在截割部上，重达1t，这样就增加了截割头运行时的负荷，在截割头上安装，重量增加，加重了整个系统的脉动情况。

④前探梁升起时，如果顶板不平，则掘进机机载临时支护装置的接顶效果不佳，特别是侧翼护架接顶效果不良，钢筋托梁放置位置精度不高。

⑤前探梁各油缸管路在回转台上无固定位置，码放乱易挤破，现场标准化有影响。前探梁升降缸油管距机组铲板距离过低，不足400mm，如有大块煤矸，易损坏油管。

3 结论

通过对掘进机机载临时支护装置使用情况的分析，其应该在结构尺寸、支护强度、顶板适应性上进行改进，目标是保证在安装掘进机机载临时支护装置后不影响掘进机司机的视线，不影响其最小通过转弯半径；整个装置的受力机构应继续优化，使之达到最佳的承载效果；对液压系统进行改进，提高对顶板的初撑力。

参考文献：

[1]闫翠萍.掘进机机载临时支护装置的应用[J].山西煤炭，2011/04.

[2]徐锁庚.机械化临时支护装置在综掘巷道中应用[J].能源技术与管理，2008/02.

[3]徐锁庚.综掘机载临时支护装置技术研究[J].煤矿机械，2009/11.