煤矿井下掘进工作面临时支护装置设计与研究

2020-03-11

福建质量管理 2020年5期

(安徽理工大学安徽淮南 232001)

引言

在煤矿地下施工工程之中，巷道顶板支护向来是技术难度最大，可靠性要求最高的工程。而掘进工作面在掘进过程中的临时支护即是掘进工作面永久支护和出渣的保证，又减少了空顶时间，保障了掘进工作中的安全性。因此，合适的临时支护装置可提高掘进效率，降低工作成本。

一、掘进机机载临时支护装置

该支护装置通过液压缸控制其升降，在掘进机截割时，该支护装置的掩护梁和支撑顶梁在油缸的作用下折叠在悬臂后方，防止影响掘进机工作。掘进机截割完成后，该支护装置的掩护梁和支撑顶梁在油缸的作用下抬起，进行临时支护工作。

优点：掘进机工作时临时支护不会触碰岩壁，结构较简单。

缺点：该支护装置工作时，掘进机截割头始终处于抬起状态，不符合煤矿安全作业规程。

二、临时支护液压支架

该支护装置将掘、锚工作分离开，可在没有掘进机的情况下独立使用，该装置在临时支护时将支架组布置在掘进巷道内，调节伸缩油缸和护帮油缸，带动2个伸缩顶梁由顶梁中间向左右两侧滑动至指定位置，横跨在巷道内的掘进机等设备上方，以顶梁和护帮板支护巷道的顶板和两帮。

优点：该支护装置可视线掘进与永久支护同步进行，使掘进机可进行长距离连续工作。

缺点：部件较多，安装不便，且不方便移动，影响掘进效率。

三、ZJC型巷道掘进超前临时支护支撑式液压支架

该支护装置为左右两架一组使用，两架之间的顶梁通过横梁联接。前组两架的顶梁后端通过液压缸与后组两架的顶梁前端相连，前组两架的底座后部也通过液压缸与后组两架的底座前部相连。两组支架互为支撑点来实现支架的迈步前移。

优点：该装置的主要参数都可以更具巷道的具体情况来选择使用，可以根据巷道的压力情况设计支护强度。

缺点：掘进头的巷道空间有限，支架会影响掘进工作空间，使掘进工作面更加拥挤，并且迎头的岩石会影响支架的推移。

四、悬挂式液压临时支护装置

悬挂式液压临时支护装置主要由钢板结构件和液压系统组成。主要钢板结构件有：特制工字钢悬挂梁、支撑平台、液压支架、护帮板、滑车、防滑固定卡、推移液压缸的连接支座等。液压传动系统除了推移液压缸、支撑平台变幅液压缸、支腿液压缸、液压支架支腿液压缸、护帮板收放液压缸、掩护梁变幅液压缸外，还包括各种液压控制元件和液压辅助元件。临时支护装置各结构件之间及结构件与液压元件间均通过销轴、螺栓等连接，管路连接采用快速接头、U型卡，拆装维护方便。

该装置安装时，利用锚杆支护巷道顶板中间两列锚杆外露段安装时工字钢悬挂梁，利用支腿液压缸撑起支撑平台，在支撑平台上布置液压支架，并在支撑平台前端铰接上护帮板，后端与移动架铰接在一起，并把移动架悬挂在工字钢悬挂梁上。

该支护装置进行支护工作时，先伸长变幅液压缸使支撑平台旋转成与巷道顶板成平行状态，再伸长推移液压缸使支撑平台前移，然后液压支架升起，使液压支架支撑顶梁接触到巷道顶板，然后支腿收放液压缸伸长推动支腿液压缸转动，使支腿液压缸和支撑平台垂直，伸长支腿液压缸支撑住支撑平台，之后钻顶板锚杆孔并安装巷道顶板锚杆，液压支架下降，迎头安装特制工字钢悬挂梁，支腿液压缸收起，将防滑固定卡拆除后安装到前方特制工字钢悬挂梁上，收缩推移液压缸使支撑平台向后方移动，使护帮板上的固定挂钩钩住防滑固定卡，拆除四根连接支座的螺栓，收缩推移液压缸使连接支座前移到新的位置后固定，最后掘进机截割煤岩或钻炮眼放炮。如图1所示为悬挂式液压临时支护装置支撑图，图2所示为悬挂式液压临时支护装置收起图，图3所示为液压支架立体图。

优点：该装置可以适应大倾角巷道掘进，在大倾角的时候也可以快速的动作，并且利用了巷道顶部的空间，所有液压缸都是以掘进机的液压源作为动力，不用改造掘进机，只需引出一根进油管和出油管，而且液压支架支护稳定并留有大量空间，方便施工人员进行锚杆支护。