掘進機配套機載臨時支護技術研究

一、實施背景
　　隨著我國煤礦綜掘設備制造工藝的日益完善和錨桿快速安裝技術的發展，煤礦綜掘巷道臨時支護成為了制約巷道快速掘進的一大瓶頸。新巨龍公司擁有多臺奧鋼聯MH620硬巖掘進機等世界一流掘進設備，掘進機切割功率大、效率高，與之形成鮮明對比的是支護工藝尤其是臨時支護技術的落后，無論是掘巖區隊現在使用的吊環式前探梁臨時支護還是初噴做臨時支護，均存在較多隱患。
　　根據集團公司掘進攻堅年裝備升級推廣應用的精神，新巨龍公司對井下綜掘巷道臨時支護進行全面升級改造，經過調研，新巨龍公司與兗煤精益機電有限公司合作研制了奧鋼聯MH620硬巖掘進機配套液壓臨時支護裝置，并有安裝工區安裝，在快八隊施工的北區輔二大巷進行了實驗應用，取得了良好的應用效果。
　　二、項目實施方案
　　1、機載臨時支護裝置結構原理
　　MH620硬巖掘進機配套機載臨時支護裝置，是山東兗煤精益機電設備有限公司根據現場生產需要，借鑒國內外先進經驗，針對世界一流掘進機設備開發的一種機載液壓式臨時支護設備。該機采用液壓原理設計，由頂梁架、連接器、主架、支撐油缸、回轉油缸等機構組成。動力系統采用MH620硬巖掘進機的液壓系統作為動力系統。在掘進機工作時該裝置可收縮疊放在截割部的上后部，不影響掘進機截割作業。具有支護面積大、初撐力高、操作方便、自動化程度高等特點，較傳統臨時支護方式更加安全、方便、快速。
　　2、機載臨時支護裝置主要技術參數
　　1、支架停放尺寸長×寬=2240×3000mm；展開尺寸長×寬=2240×3600mm；
　　2、支護面積 ： 3600mm ×2240mm=8.064m2 ；
　　3、支護高度：3000mm ～5050mm；
　　4、支護超出截割頭的距離： 900mm ～ 1300mm；
　　5、支撐力：≥ 20KN；
　　6、額定壓力 ： 12MPa；
　　7、整機重量：約 1.5T。
　　3、機載臨時支護裝使用方法
　?。?）巷道切割時，堅持臺階式掘進制度，先切割迎頭起拱線以上部分，切割完畢后，先不出凈迎頭矸石，并適當退機。
　?。?）退機至合適位置后，掘進機司機落下掘進機切割炮頭，并將掘進機停電閉鎖，然后施工人員在液壓前探支架平臺上鋪好鋼筋網，調整好方向，并用10#鐵絲簡單固定好，確保不滑動。
　?。?）放好鋼筋網后，施工人員后撤至掘進機機后安全位置，司機首先啟動掘進機，并操作液壓前探梁操作閥將液壓前探支架移至迎頭，調整好方向，然后緩慢上升使支架接實頂板，頂板不平整時，使用大木仨或板枇等接實頂板板，并打開護幫器，護好迎頭。同時操作操作閥，將炮頭護罩前伸，加蓋好炮頭護罩。確保前探梁接實頂板，炮頭護罩蓋好后，將綜掘機停電閉鎖。
　?。?）使好臨時支護后，開始施工錨桿壓鋼筋網進行永久支護。
　　各臨時支護方式對比
　　吊環式前探梁做臨時支護的缺點：
　?。?）前探梁對空頂區的支護為被動支護，沒有初撐力，安全性差。
　?。?）前探梁與頂板為點或線接觸，不能對空頂區進行有效保護。
　?。?）操作過程復雜，人工移動，勞動強度大，臨時支護速度慢、效率低。
　?。?）操作人員必須進入空頂區架設作業，存在極大的安全隱患。
　　初噴做臨時支護的缺點：
　　（1）初噴需20分鐘后才能達到一定強度進入迎頭，頂板空頂時間長，沒有安全性差，且耗時較長；
　?。?）操作過程復雜，需多人進行噴漿作業，勞動強度大，臨時支護速度慢、效率低。
　?。?）噴漿作業工作環境差，粉塵大，不利于職工的身心健康。
　　機載式液壓前探梁的優點：
　　（1）該裝置為主動支撐頂板，可以有效的給頂板施加支撐力，使頂板處于安全支護狀態，提高迎頭作業安全性。
　?。?）采用液壓原理設計，對巷道適應性好，支護面積大，能有效的對迎頭空頂區進行支護。
　?。?）支架固定在綜掘機機身上，可隨機進行前移，截割完畢后立即進行支護，縮短空頂時間，提高臨時支護效率，加快掘進速度。
　?。?）對空頂區進行臨時支護時，操作人員在安全區域進行操作，避免人員進入空頂區進行臨時支護，增加施工人員作業的安全性。
　?。?）該裝置操作簡單，大大降低了現場施工人員的勞動強度，減少了現場操作人員數量，提高全員工效。
　　三、取得的效果
　　通過使用綜掘機加載自動化臨時支護設備，可以有效的提高機械化操作水平和掘進效率，減輕職工勞動強度，減少迎頭用工數量，符合國家、省對煤炭行業提高科技含量減少井下作業人員的要求。有力地保障了掘進迎頭安全生產，促進了煤炭行業健康科學發展。
　　機載液壓臨時支護裝置與傳統臨時支護相比，無論是支護時間還是支護人員都大大減少，安全可靠性更強。通過在現場應用三個月的統計，得出效率對比如下：
　　表1 各臨時支護方式支護效率對比表
　　臨時支護方式 支設需用時（分） 需用人員（個） 班進尺（m） 日進尺（m）
　　吊環式前探梁 40 6 1.3 3.9
　　初噴做臨時支護 30 5 1.5 4.5
　　機載液壓臨時支護裝置 10 1 2 6
　　MH620硬巖掘進機機載臨時支護裝置，針對世界一流掘進機設備開發的一種機載液壓式臨時支護設備。該機采用液壓原理設計，由頂梁架、連接器、主架、支撐油缸、回轉油缸等機構組成。動力系統采用MH620硬巖掘進機的液壓系統作為動力系統。在掘進機工作時該裝置可收縮疊放在截割部的上后部，不影響掘進機截割作業。具有支護面積大、初撐力高、操作方便、自動化程度高等特點，較傳統臨時支護方式更加安全、方便、快速，有效的提高機械化操作水平和掘進效率，減輕職工勞動強度，減少迎頭用工數量，符合國家、省對煤炭行業提高科技含量減少井下作業人員的要求。有力地保障了掘進迎頭安全生產，促進了煤炭行業健康科學發展。