EBZ300型综掘机机载临时支护装置的应用

文/李国军 徐文强

EBZ300型综掘机机载临时支护装置的应用

文/李国军 徐文强

随着巷道掘进机械化水平的提高，综掘将逐渐取代传统的炮掘工艺，而掘进机迎头临时支护安全问题是困扰煤炭生产多年的一项技术难题，是巷道掘进时安全的薄弱环节，因而选择掘进机机载临时支护系统具有重要意义。

临时支护是煤矿巷道掘进中必不可少的重要环节。传统掘进工作面临时支护方式，采用金属前探梁的方式进行支护，但不能支到顶板。随着工作面掘进工作的不断开展，前探梁的支护工作显得尤为繁重。山西霍州煤电晋北煤业山浪煤矿自引进EBZ300型硬岩综掘机后，大大提高了切割围岩的效率，但由于前探梁临时支护方式落后，严重制约了巷道的快速掘进。本文就山浪煤矿引入针对EBZ300型硬岩综掘机配合使用的机载临时支架支护装置的结构和原理，操作工艺流程，以及在现场使用过程中存在的问题进行了阐述。

一、基本概况

山浪煤矿皮带大巷作为矿井主要开拓巷道，巷道掘进期间穿越5#、6#煤层顶底板岩层，属穿层巷道，节理较发育。巷道受断层影响较大，最大水平主应力与巷道方向垂直。据估算，巷道的水平构造应力是垂直应力的两倍以上，再加上巷道围岩由节理较发育的软岩构成，因此，在这类软岩条件下掘进巷道，给巷道永久支护和临时支护带来一定困难。

巷道断面为半圆拱形，采用EBZ300型综掘机掘进巷道，原有临时支护方式为插挂前探梁方式，永久支护方式为锚网索喷支护。现场实践表明，原有临时支护方式已无法适应EBZ300型掘进机的高效率切割，工人在临时支护过程中消耗大量工时，每月掘进进尺不足80m，且临时支护不可靠，给安全生产带来极大隐患，急需要对原有临时支护方式进行改进。为此，矿上采用机载机械式超前支护系统代替原临时支护。

二、综掘机机载前探支护装置结构和原理

1．机载临时支护结构

机载临时支护完全采用液压系统控制，通过综掘机主泵供油，实现综掘机与前探支护融为一体，主要有顶梁架、连接器、主架、油缸、翼架旋转油缸、插装双向锁、高压油管路、分流集流阀、溢流阀、控制操纵阀等组成，安装在综掘机的截割部上面，不影响综掘机正常工作。掘进循环完成后，该机构由综掘机司机操作，展开箱形护板支撑于新暴露的顶板上。

2．使用条件及基本参数

适用巷道高度2.3m～4.2m；支护面积2m×3m（展开3.4m×3.4m），支护超出综掘机截割头1m～1.8m；最大支撑力1t；系统压力16MPa；顶架可倾斜≦20°；整机重量0.96t。完全可以满足井下各掘进工作面的实际情况。该设备的最大优点就是可根据工作面的实际情况，选择不同的型号与其匹配，使其发挥最大效果。

3．工作原理

工作时，用综掘机的原站供油，溢流阀到操作阀，供经分流集流阀分流，进入双向锁，双向锁打开进入油缸，主架打开升起，顶架打开升起，主架升高，直到所需要的高度、角度停止。

三、综掘机机载临时支护的工艺流程

EBZ300型综掘机机载支架临时支护方式如下图所示。

EBZ300型综掘机机载支架支护效果图

皮带大巷掘进工作面循环进尺为1000mm，最大空顶距1300mm，最小空顶距300mm。工艺流程为：机组进刀割煤→支设机载临时支护→敲帮问顶→降机载临时支护→上U型棚梁→支设机载临时支护→进行永久支护→进行下一循环。具体操作如下：

1．掘进机完成掘割装煤作业后，将截割头放下，检查支护各部位零部件、管路是否正常，然后打开二位三通操作阀通向支护的油路，关闭另一个油路。打开操作阀，将机载式临时支护顶梁升到截割头上方；

2．把支护用的U型棚梁放在顶梁架上用磁铁吸好，向前推动支护主架和顶梁架液压控制手柄将主架和顶梁架由拆合状态慢慢平稳打开。开到所需要的角度和位置再升主架，升到巷道顶板上；

3．操作控制阀，使顶梁放平并支撑住顶板，把锚网、锚梁紧压在巷道顶板上，综掘机停电闭锁，临时支护完成；

4．施工人员便可以在机载临时支护下进行U型棚架设；

5．U型棚架设完后，先把主架下降到最低位置，再拆合主架和顶梁架，合拢顶梁架趴伏在综掘机上为止，关闭操作阀。

四、机载临时支护装置的特点及注意问题

1．机载临时支护装置的特点

EBZ300型综掘机机载临时支护装置不仅大大减轻了职工的劳动强度，减少了作业环节，为安全生产提供了有力保障，更为实现工作面高产高进创造了条件，并对巷道开挖后顶板离层起到了先期控制作用。与以往的吊环式前探梁对比，EBZ300型综掘机机载临时支护装置特点为：

（1）临时支护由被动支护变为主动支护，减少顶板变形和离层；

（2）临时支护是由点、线接触变为有初撑力的大面积支撑；

（3）临时支护是割煤后人员进入空顶区域作业变为全自动快速临时支护。

2．作业过程中应注意的问题

（1）综掘机在割岩时，对机载支架的震动影响很大，一些管路和连接阀可能出现裂缝或者脱离，而飞起的碎石也容易损坏管路，因此应加强对设备的保护和做好定期维修工作；

（2）采用机载临时支护配套普通临时支护，当机载临时支护使用不正常，如管路串漏液时，辅以普通临时支护，以便更高效地掘进，同时井下材料库要备有易损物件；

（3）如遇顶板破碎时，及时通知相关业务科室并缩小循环，缩小排距。

五、结语

EBZ300型硬岩掘进机机载临时支护装置在山浪煤矿破碎围岩巷道的应用，简化了工艺流程，且提高了矿井高应力节理化软岩巷道的掘进效率，达到每月最高掘进100m的掘进速度，掘进速率提高25%。大幅提高工人施工的安全保障系数，加快了三条大巷的尽快布置，为建立高产高效矿井提供了宝贵的经验。

（作者单位：山西霍州煤电晋北煤业山浪煤矿）

（责任编辑：周琼）