综采工作面机械化快速扩帮安装一体化成套装备的应用

张希望，刘博

（辽宁鑫丰矿业（集团）有限公司，辽宁 铁岭 112700）

目前，由于煤田开采前所开切眼受掘进设备的限制，因此，在安装液压支架前需在煤田侧，再进行一遍扩帮工作。但当前国内煤矿扩帮方法大多数为采用人工打眼、放炮掘进，采用单体液压支柱、前探梁支护，再打注锚杆、锚索作为永久支护的施工方法，需要消耗大量的辅助材料与人工。综采工作面机械化快速扩帮安装一体化成套装备能实现扩帮掘进机一次扩帮一台待安装液压支架的宽度,且马上用液压支架调移装置进行安装液压支架,支架安装好后及时支撑顶板,再进行扩帮安装第二台液压支架。采用边扩边安装备,扩帮工作面全程有滑移式临时支护装置护顶，保证不空顶作业、安全系数高，能大量减少人工与支护材料的投入，大大加快了液压支架的安装速度。

1 传统的综采工作面扩帮安装液压支架工艺

随着经济的高速发展，以及煤矿开采能力的加强，工作面对液压支架的支撑能力也与日俱增，相应的液压支架的外形也也来越大。但由于煤田开采前开切眼受掘进设备限制，只能开4～5米宽的巷道，但是，液压支架的长度普遍在8～9米左右，因此在安装液压支架之前需在煤田侧，再进行一遍扩帮工作。

当前国内煤矿扩帮方法大多数为采用人工打眼、放炮掘进的施工方法，巷道施工时，施工程序为：安全检查—打眼爆破—处理隐患—超前支护—装煤运煤—永久支护，最终一次成巷。虽然此种方法工艺简单，采用先扩帮的安装方法,但顶板暴露面积大、时间长、顶板支护维护难度大，通常采用矩形断面锚网支护加设单体立柱管理顶板，需耗用大量的人工和材料。爆破结束后的检查程序浪费掉大量的安装时间，不利于经济效益的获得，并存在大量的安全隐患，如未发现或处理的不及时就会造成巨大的人身伤亡与设备损坏。爆破落煤后，对掘进头进行临时支护，采用两根前探梁作为超前支护，每根前探梁用两个吊环与顶板锚杆固定，再打注锚杆、锚索作为永久支护，需要消耗大量的辅助材料与人工。

2 综采工作面机械化快速扩帮安装一体化成套装备组成

综采工作面机械化快速扩帮安装一体化成套装备由扩帮掘进机、顺槽用刮板转载机、滑移式临时支护装置、液压支架调移装置、牵引车组成。

2．1 扩帮掘进机

扩帮掘进机的工作部分和旋转部分安装在转载机上，转载机中部槽的上面安装一个滑道，扩帮掘进机的底座坐落在滑道上。该设备可以在转载机中部槽的上面滑动。滑动是通过安装在刮板输送机和煤矿用液压挖掘机底座上的推移千斤顶的伸缩实现的。工作坡度最大达到±30度。采用了机械化的掘进、扩帮，不用打眼放炮，就可实现扩帮作业。

2．2 顺槽用刮板转载机

顺槽用刮板转载机是扩帮联合机组的输送设备，可以将扩帮后的物料通过收料装置装货，将物料输送到运输机上。扩帮掘进机工作时就坐在转载机的中部槽上方，并且可以沿中部槽上方的滑道滑动。

2．3 滑移式临时支护装置

当采用综采工作面机械化快速扩帮安装一体化成套装备安装液压支架时，滑移式临时支护装置可以对扩帮后的顶板进行临时支护。该装置可以自行迈步行走，顶梁部分可伸缩护顶，是井下巷道掘进作业时用于顶板临时支护的设备。

2．4 液压支架调移装置

该装置是用于煤矿综采液压支架组装后在切眼内运输和安装的专用设备。通过牵引车牵引，将液压支架运送到指定位置并安装。操作系统采用电液控制，操作简便可靠，为液压支架的安装提供了提供了有利的条件。

2．5 牵引车

在切眼倾角小于20度时，采用牵引车牵引液压支架调移装置在综采工作面进行液压支架的运输与安装。此设备代替了传统的对拉绞车，避免了绞车钢丝绳所带来的安全隐患，同时，此设备可以进行远距离遥控操作。

3 采用机械化快速扩帮安装一体化成套装备的安装液压支架

3．1 扩安前的准备工作

（1）在工作面铺设与液压支架调移装置和牵引车相同轨距的轨道模块（此轨道模块设有钢轨和销排）。

（2）在运顺三角点处扩帮，扩帮宽度由液压支架的尺寸决定，扩帮长度为整套机组（扩帮掘进机、槽用刮板转载机、滑移式临时支护装置）的长度，采用锚杆、锚网对扩帮处进行支护。

（3）将机组（扩帮掘进机、槽用刮板转载机、滑移式临时支护装置）由牵引车牵引液压支架调移装置运输至运顺三角点扩帮处，用矿用液压臂架式起吊装置进行组装、调试。

3．2 机械化快速扩帮安装一体化工艺流程

（1）将组装好的滑移式临时支护装置前、后部接顶，前部伸缩梁收回、后部伸缩梁伸出。

（2）由牵引车牵引液压支架调移装置运输第一组液压支架至运顺三角点处，运输液压支架时使液压支架在调移装置上旋转90度，支架前梁朝着切眼运顺的方向。

（3）在滑移式临时支护装置后部伸缩梁的掩护下安装安装第一组液压支架，完成后收回滑移式临时支护装置后部伸缩梁，液压支架接顶。

（4）操控扩帮掘进机切割煤层，进尺为一个液压支架的宽度，扩帮掘进机在滑移式临时支护装置前部伸缩梁的掩护工作。

（5）滑移式临时支护装置前部降落，后部继续接顶，用推移千斤顶将前部推出一个液压支架宽度的距离，同时，收回前部伸缩梁。

（6）滑移式临时支护装置前部接顶，后部降落，用推移千斤顶将后部收回一个液压支架宽度的距离，后部伸缩梁同时伸出，收回到位后滑移式临时支护装置后部并接顶。

（7）将顺槽用刮板转载机向前移动一个液压支架宽度的距离。

（8）由牵引车牵引第二组液压支架调移装置运输液压支架至安装地点。

（9）重复（3）～（8）直至液压支架安装完毕。

3．3 扩帮安装液压支架后的工作

（1）液压支架安装完毕后，用矿用液压臂架式起吊装置将扩帮掘进机、槽用刮板转载机、滑移式临时支护装置拆除，装平板车运出升井。

（2）用牵引车、液压支架调移装置安装刮板输送机。

4 结语

在采用综采工作面机械化快速扩帮安装一体化成套装备安装液压支架时，全程有滑移式临时支护装置护顶，可以不用锚杆、锚索、单体支柱和π型钢梁支护，解决了切眼扩帮断面大，顶板难以维护的难题。如果顶板状态好（不破碎）还可以不用铺网，节约大量钢材、材料，具有显著的经济效益；如果用于综放工作面，可回收扩帮部分顶板上的煤炭，为国家节约资源，为煤矿增加收入。

配套牵引车与液压支架调移装置运输液压支架进行安装，免除对拉绞车上下人员相互打点导致停机位置的不精准性，提高运输速度，还可避免牵引钢丝绳破断后伤人的安全隐患；液压支架调移装置具有多项功能，可将待安装的液压支架推拉、调向安装到指定位置，此装置运输时平稳，并且液压支架在车上固定简便牢固，免去在地板上拖拉安装的人力与危险或是用平板车运输时用钢丝绳多道捆绑的复杂，节省大量的人工与时间，加快液压支架的安装速度。根据综采工作面机械化快速扩帮安装一体化成套装备在每个工作面上从节约工期、人工、材料等几个方面，及提高产量与加强安全等方面估算，煤矿每年可以直接和间接收益上亿元。