液壓超前支護(hù)裝置在煤礦綜掘工作面中的應(yīng)用

龔柏宇

摘要： 本文對(duì)塔什店煤礦液壓超前支護(hù)裝置進(jìn)行了概述，對(duì)掘進(jìn)工作面臨時(shí)支護(hù)進(jìn)行了對(duì)比分析，是一次掘進(jìn)超前支護(hù)的技術(shù)改造，解決了生產(chǎn)過程中設(shè)備及人員的安全問題，提高了工作效率。

Abstract： This paper introduced the hydraulic forepole device in Tashidian coal mine， and analyzed the temporary support in the driving face. It is a technical reform of driving forepoling， which solves the problem of equipment and personnel safety in the production process， and improves the work efficiency.

關(guān)鍵詞： 液壓支護(hù)；安全；應(yīng)用

Key words： hydraulic support；safety；application

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）07-0109-02

1 概述

煤礦綜掘工作面臨時(shí)支護(hù)的安全問題，是長(zhǎng)期困擾煤炭生產(chǎn)的技術(shù)難題，煤礦頂板事故受頂板巖性、巷道斷面形狀和參數(shù)確定、支護(hù)形式、開采深度、礦壓等因素制約，巷道掘進(jìn)后頂板裸露，不能得到及時(shí)支護(hù)，容易發(fā)生頂板冒落造成傷人事故。在實(shí)際煤礦巷道斷面設(shè)計(jì)、施工過程中，如何在工作面選擇臨時(shí)支護(hù)至關(guān)重要。為解決煤礦掘進(jìn)工作面臨時(shí)支護(hù)的安全問題，金川礦業(yè)有限公司塔什店煤礦在8304綜掘工作面掘進(jìn)作業(yè)中引入了液壓超前支護(hù)裝置，同時(shí)針對(duì)其在應(yīng)用過程中存在的技術(shù)問題進(jìn)行了改進(jìn)，確保了設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)人員的安全，大大提高了掘進(jìn)效率。

2 問題提出的背景

8304工作面皮帶順槽掘進(jìn)工作面掘進(jìn)初期至掘進(jìn)500m時(shí)由于煤層埋藏淺，巷道壓力小，采用被動(dòng)式支護(hù)，即吊掛環(huán)穿管式前探梁臨時(shí)支護(hù)，滿足安全、生產(chǎn)需要。但隨著掘進(jìn)里程的不斷增加，煤層埋藏深度增加，巷道壓力增大，風(fēng)爆現(xiàn)象嚴(yán)重，同時(shí)嚴(yán)重威脅了掘進(jìn)工作面的人員和設(shè)備的安全運(yùn)行，原有的臨時(shí)支護(hù)方式不能滿足安全、生產(chǎn)需要，要進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。

3 臨時(shí)支護(hù)的對(duì)比說明

3.1 吊掛環(huán)穿管式前探梁臨時(shí)支護(hù)裝置

吊掛環(huán)穿管式前探梁臨時(shí)支護(hù)裝置，是用4個(gè)帶螺母的活動(dòng)吊環(huán)固定在巷道頂錨桿上，每側(cè)前后方向各安裝2個(gè)，每2個(gè)吊環(huán)前后間隔1 m（一個(gè)排距），用2根3 m長(zhǎng)的40鋼管分別竄入前后布局的2個(gè)吊環(huán)中，鋼管上安裝5塊400mm寬5mm厚3000mm長(zhǎng)的木板，隨掘進(jìn)前移。懸臂伸出長(zhǎng)度始終保證將待掛頂錨網(wǎng)支撐起來，臨時(shí)支護(hù)桿后端掛設(shè)小鏈向前固定在吊環(huán)或頂網(wǎng)上。

吊掛環(huán)穿管式前探梁臨時(shí)支護(hù)裝置總體布置如圖1所示。

8304綜掘面常常出現(xiàn)風(fēng)爆現(xiàn)象，前梁木板多次被砸斷，鋼管被砸彎，人工手動(dòng)操作費(fèi)工費(fèi)時(shí)，掘進(jìn)迎頭正常掘進(jìn)至少配備6人現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，每排（0.8m）掘進(jìn)完成都需要2人去進(jìn)行串梁后才能進(jìn)行掛超前頂網(wǎng)支護(hù)，每排影響時(shí)間約20分鐘，一班只能正常進(jìn)尺4排（3.2m），作業(yè)效率低。在5月份進(jìn)尺74m，6月份進(jìn)尺105m，7月份進(jìn)尺157m。

3.2 液壓超前支護(hù)裝置

針對(duì)吊掛環(huán)穿管式前探梁臨時(shí)支護(hù)裝置使用中存在的問題，我礦自主設(shè)計(jì)了液壓超前支護(hù)裝置，該裝置的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了由被動(dòng)式改為主動(dòng)式支護(hù)方式，杜絕了人員進(jìn)入空頂區(qū)域作業(yè)，滿足了我礦綜掘進(jìn)工作面支護(hù)要求。

①裝置組成。液壓超前支護(hù)裝置是由裝配在掘進(jìn)機(jī)的中上部，主要由金屬結(jié)構(gòu)件與液壓泵站及液壓元件三部分構(gòu)成，分別是頂梁鋼架，翻板架，支臂，尾座架，前支座，支撐液壓千斤，伸縮液壓千斤、雙向鎖、高壓油路管、控制操作閥等組成。

②裝置的特點(diǎn)：

1）整體框架結(jié)構(gòu)，多柱支撐，穩(wěn)定性好。

2）實(shí)現(xiàn)“掘進(jìn)—無支護(hù)—臨時(shí)超前支護(hù)—永久性支護(hù)”的銜接過渡。

3）人員在裝置下方開展支護(hù)作業(yè)，安全系數(shù)高。

4）裝置由液壓系統(tǒng)控制，能實(shí)現(xiàn)自移支護(hù)和各種動(dòng)作。

5）利用掘進(jìn)機(jī)的液壓系統(tǒng)，減少了設(shè)備投入。

③技術(shù)特征：

頂梁鋼架長(zhǎng)度：2500mm；寬度：1000mm；翻板長(zhǎng)度：500m m，寬度：1000mm；泵站壓力：15.7 MPa；操作方式：手動(dòng)操作。伸縮千斤：柱徑：Ф80 mm，行程：2500mm，數(shù)量：1個(gè)；支撐千斤：柱徑：Ф40 mm，行程：850mm，數(shù)量：2個(gè)；伸縮筒：外筒150mm×150mm，內(nèi)筒120×120mm，長(zhǎng)度3500mm；底座500mm×500mm。

④工作原理：

工作時(shí)用綜掘機(jī)的泵站供油，溢流閥到操作閥，供經(jīng)分流集流閥分流，進(jìn)入雙向鎖，雙向鎖打開進(jìn)入液壓千斤，主支撐液壓千斤打開升起，伸縮液壓千斤打開升起，頂梁鋼架升高，直到所需要的高度，角度停止。

超前支護(hù)裝置總體布置如圖2所示。

按以往的作業(yè)方式，現(xiàn)場(chǎng)須配備4個(gè)作業(yè)人員。8304綜掘面迎頭掘進(jìn)時(shí)引入了超前支護(hù)裝置，現(xiàn)場(chǎng)只須配備1個(gè)專業(yè)司機(jī)和1個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)，每排影響時(shí)間約5分鐘，每班正常進(jìn)尺5～6排（約4m～4.8m），工作效率大大提高，同時(shí)也避免了人員在空頂區(qū)下作業(yè)的隱患，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的安全系數(shù)大大提高。本工程在8月份進(jìn)尺174m，9月份進(jìn)尺205m，10月份進(jìn)尺243m，工作效率非常高。

4 液壓超前支護(hù)裝置注意事項(xiàng)

超前支護(hù)的兩個(gè)作用，一是控制巷道掘進(jìn)到位后頂板煤巖層不松動(dòng)，二是確保頂板未正規(guī)支護(hù)時(shí)有一個(gè)安全可靠的環(huán)境。所以超前支護(hù)除正確使用外，必須支護(hù)及時(shí)。巷道掘進(jìn)到位后，必須及時(shí)進(jìn)行敲幫問頂，將頂板和巷道正前方活動(dòng)的煤巖處理掉，開始操作液壓超前支護(hù)裝置首先將頂梁鋼架按照頂板支護(hù)要求，看現(xiàn)場(chǎng)情況是否需要調(diào)整翻板架，其次通過操作手柄將支撐液壓千斤和伸縮千斤支起，讓頂梁鋼架與巷道頂幫平行，并與頂板接實(shí)，最后待液壓超前支護(hù)裝置支護(hù)完畢，必須將綜掘機(jī)停電閉鎖后，人員方可進(jìn)入綜掘機(jī)前方進(jìn)行打眼作業(yè)。頂網(wǎng)支護(hù)完畢后，開動(dòng)掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)，首先將支撐液壓千斤收起使頂梁板離開巷道頂板，然后將伸縮液壓千斤收回到位，最后將支撐液壓千斤收回到位，使支臂落到緩沖座上，各部件達(dá)到收縮最小狀態(tài)后，方可進(jìn)行下一排掘進(jìn)作業(yè)。

5 結(jié)束語

液壓超前支護(hù)裝置在我礦綜掘工作面中的運(yùn)用，改變了塔什店煤礦傳統(tǒng)的掘進(jìn)超前支護(hù)方式，是一次掘進(jìn)超前支護(hù)的技術(shù)改造，該裝置適應(yīng)綜掘掘進(jìn)、支護(hù)時(shí)間和空間要求，作業(yè)空間內(nèi)頂板得到了有效支護(hù)，消除了安全隱患，減輕了工人手工移動(dòng)超前支護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了機(jī)械化操作水平，改善了工作環(huán)境。該裝置重量輕、穩(wěn)定性好，便于運(yùn)輸、安裝和拆卸，在液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)頂梁板不會(huì)掉下傷人，適用在煤礦綜掘工作面進(jìn)行推廣。

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