掘進(jìn)機(jī)機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

文/蘇忠武

東龐煤礦是冀中能源股份有限公司的主力礦井之一，其綜掘機(jī)使用率為100%，掘進(jìn)巷道全部采用錨網(wǎng)支護(hù)。在掘進(jìn)作業(yè)過程中，錨裝作業(yè)約占全部作業(yè)時(shí)間的2/3。在進(jìn)行錨裝作業(yè)時(shí)，迎頭臨時(shí)支護(hù)是關(guān)系到作業(yè)人員安全、作業(yè)效率、勞動強(qiáng)度的一個(gè)重要因素。提高臨時(shí)支護(hù)強(qiáng)度，使之操作簡單、實(shí)用、易行，一直是東龐煤礦多年來不斷探索、研究的課題。經(jīng)過長期的探索實(shí)踐，東龐煤礦經(jīng)對掘進(jìn)機(jī)臨時(shí)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行多次攻關(guān)，研發(fā)出機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)，很好地解決了支護(hù)護(hù)板對巷道頂板的適應(yīng)性問題，達(dá)到了簡單、實(shí)用、可靠的目的，具有良好的市場推廣價(jià)值。

一、東龐煤礦掘進(jìn)機(jī)機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)技術(shù)的發(fā)展演變與成熟

東龐煤礦掘進(jìn)迎頭臨時(shí)支護(hù)技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段。

1.第一階段：木板+槽型托架

最初，東龐煤礦發(fā)明了用木板+槽型托架作為掘進(jìn)迎頭的臨時(shí)支護(hù)。該支護(hù)技術(shù)是把槽形托架與已安裝好的頂錨桿固定，再把錨網(wǎng)和鋼帶梁用手托起貼到巷道頂板上，木板穿過槽型托架，一端向前探出托住錨網(wǎng)和鋼帶梁，起到臨時(shí)支護(hù)的作用。這種臨時(shí)支護(hù)方式雖然也能起到一定的支護(hù)作用，但由于是被動支護(hù)形式，木板不接頂，初撐力為零，支撐面積也比較小，并不能有效解決空頂支護(hù)下支護(hù)工人的安全作業(yè)問題，始終留有安全隱患。

2.第二階段：EBZ150掘進(jìn)機(jī)機(jī)載臨時(shí)支護(hù)

2006年，東龐煤礦與石家莊煤機(jī)公司聯(lián)合研發(fā)了EBZ150掘進(jìn)機(jī)機(jī)載臨時(shí)支護(hù)。該支護(hù)裝置由油缸、連桿機(jī)構(gòu)、護(hù)板等組成，安裝在掘進(jìn)機(jī)截割部位上。動力采用掘進(jìn)機(jī)本身的液壓系統(tǒng)，通過外加的DL31四聯(lián)控制閥控制各部件動作。這一支護(hù)形式成為國內(nèi)目前主要的掘進(jìn)機(jī)機(jī)載臨時(shí)支護(hù)方式。但該支護(hù)形式存在以下問題：

一是由于其護(hù)板為整體護(hù)板，護(hù)板與巷道頂板接觸面積小，對巷道頂板的適應(yīng)性差。初期，東龐煤礦在伸縮油缸和護(hù)板、支撐油缸和護(hù)板的相互連接部位加裝了十字連接耳軸，增大了整體護(hù)板的擺動范圍，在一定程度上改善了整體護(hù)板的接頂效果，但是對于巷道頂板左右傾斜角度較大或凹凸不平的巷道頂板，還是難以適應(yīng)。此時(shí)，護(hù)板與巷道頂板常為點(diǎn)接觸或線接觸，接觸面積小，受力較大時(shí)，護(hù)板易扭曲變形。

二是由于整體護(hù)板厚度大，放置在掘進(jìn)機(jī)截割部上，影響司機(jī)視線。支撐油缸、十字耳軸、護(hù)板折疊后總高度超過截割部頂面300～400mm，掘進(jìn)機(jī)司機(jī)在切割巷道臥底時(shí)，看不到切割頭的切割軌跡，影響工程質(zhì)量。

三是伸縮油缸放置在封閉的伸縮滑道內(nèi)，配合間隙小，在井下使用過程中，煤粉進(jìn)入滑道內(nèi)長期積累，堆滿了油缸與滑道之間的縫隙，由于煤粉沒有瀉出口，常常導(dǎo)致油缸不能伸縮。

3.第三階段：機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)

2013年，東龐煤礦對掘進(jìn)機(jī)臨時(shí)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行再次攻關(guān)，研發(fā)出機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)。在該支護(hù)技術(shù)中把支護(hù)護(hù)板做成分體結(jié)構(gòu)，很好地解決了支護(hù)護(hù)板對巷道頂板的適應(yīng)性問題，且不再阻擋司機(jī)視線，達(dá)到了簡單、實(shí)用、可靠的目的，受到了區(qū)隊(duì)的歡迎。并迅速開發(fā)出使用于不同機(jī)型（EBZ150型、EBZ160型和EBZ230型）、使用于不同巷道高度的臨時(shí)支護(hù)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于東龐煤礦井下掘進(jìn)生產(chǎn)中。

二、機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)技術(shù)原理及優(yōu)勢

東龐煤礦機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)技術(shù)主要是解決支護(hù)護(hù)板對不同角度巷道頂板的適應(yīng)性問題，把常規(guī)思路上的整體框架護(hù)板，改成分體護(hù)板，護(hù)板與撐桿通過十字鉸軸連接，可適應(yīng)于縱向、橫向極度傾斜的巷道頂板。在護(hù)板上方，焊接有固定鋼帶梁裝置，在護(hù)板撐起前，把支護(hù)錨網(wǎng)和鋼帶梁直接固定到護(hù)板上，然后托起到巷道頂板上。由于護(hù)板左右之間既可以同時(shí)動作，也可以分別動作，所以能夠緊密接觸巷道頂板，能夠適應(yīng)極度傾斜巷道頂板，支撐力大。每個(gè)伸縮油缸都由一個(gè)操作閥控制，操作簡便。同時(shí)在封閉的伸縮滑道側(cè)壁開設(shè)了三個(gè)泄煤孔，煤粉進(jìn)入滑道后，在油缸與滑道的相互推拉擠壓下，經(jīng)泄煤孔流出滑道，保證了伸縮油缸動作的流暢。

總之，該機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)具有結(jié)構(gòu)簡單，操作和維護(hù)方便的特點(diǎn)，能夠極大地減輕迎頭支護(hù)作業(yè)工人的勞動強(qiáng)度，簡化支護(hù)工藝。

三、機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)及主要參數(shù)

1.支護(hù)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)

東龐煤礦機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)由油缸、伸縮撐桿、擺動臂、護(hù)板組成，安裝在掘進(jìn)機(jī)截割部兩側(cè)。其中護(hù)板在工作時(shí)托起鋼帶梁和錨網(wǎng)，頂住巷道頂板起支撐保護(hù)作用。油缸實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)、伸縮、支撐動作及提供支撐力。伸縮撐桿為主要受力件。擺動臂通過油缸伸縮實(shí)現(xiàn)臨時(shí)支護(hù)的擺動。臨時(shí)支護(hù)的液壓系統(tǒng)主要由控制閥組、平衡閥、各種油管、接頭、三通等液壓元件組成。動力采用掘進(jìn)機(jī)鏟板馬達(dá)處的動力源，通過一個(gè)三通閥接通或關(guān)閉兩系統(tǒng)之間的聯(lián)系。動力油通過三通閥流入一組六聯(lián)控制閥。六聯(lián)控制閥控制各部動作，六聯(lián)控制閥固定在操作司機(jī)的座椅下方。

2.主要技術(shù)參數(shù)

（1）適應(yīng)的巷道高度：≥2.5m。

（2）支撐最大高度：4m。

（3）支護(hù)面積：1.7×1.85=3.7m2。

（4）最大支撐力：2T。

（5）系統(tǒng)壓力：16MPa。

四、機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)的操作

1．移動掘進(jìn)機(jī)到合適地點(diǎn)，如果巷道高度大于3.5m，把掘進(jìn)機(jī)截割部調(diào)整至水平位置；如果巷道高度小于3.5m，把掘進(jìn)機(jī)截割部切割頭貼至地面位置，然后停止掘進(jìn)機(jī)的所有動作，將三通閥手柄扳至臨時(shí)支護(hù)位置。當(dāng)巷道低于3m，高于2.5m時(shí)，可采用Ⅱ型臨時(shí)支護(hù)。

2．?dāng)[動油缸操作手柄和支撐油缸操作手柄同時(shí)操作，使護(hù)板處于水平位置。

3．當(dāng)擺動臂到位后停止擺動油缸操作，然后將鋼帶梁和錨網(wǎng)鋪在護(hù)板上，推動伸縮油缸操作手柄，讓護(hù)板頂住巷道頂板，施加適當(dāng)?shù)某鯎瘟笸Ｖ共僮鳌?/p>

4．在臨時(shí)支護(hù)區(qū)進(jìn)行錨桿支護(hù)作業(yè)。

5．收回臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)，順序與以上步驟相反。完全收回后再將三通閥手柄扳至鏟板馬達(dá)工作狀態(tài)。

五、結(jié)語

機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)的成功研制與應(yīng)用，使井下掘進(jìn)作業(yè)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都處于有支護(hù)的保護(hù)狀態(tài)下，對提高掘進(jìn)作業(yè)人員支護(hù)時(shí)的安全系數(shù)，降低工人的勞動強(qiáng)度，提高掘進(jìn)進(jìn)尺和速度，都有著重大意義。該產(chǎn)品已經(jīng)在東龐煤礦井下得到廣泛使用，受到了區(qū)隊(duì)職工的歡迎。由于該機(jī)載分體臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)，對其他井工礦井錨網(wǎng)支護(hù)均可使用，極具市場推廣價(jià)值。