一種自移式非機(jī)載掘進(jìn)超前支護(hù)裝置的設(shè)計(jì)

宋明明

（晉能控股集團(tuán)寺河煤礦， 山西 晉城 048204）

引言

目前，由于我國(guó)地質(zhì)條件比較復(fù)雜，以及煤礦資源的不斷開(kāi)采，不僅質(zhì)量較好的煤炭與地質(zhì)在逐漸減少，而且煤礦井下地質(zhì)也隨之變得更為復(fù)雜。所以，煤礦在開(kāi)采時(shí)對(duì)掘進(jìn)巷道的及時(shí)安全高效支護(hù)提出了更高的要求。

在我國(guó)，巷道掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)安全問(wèn)題一直影響煤礦企業(yè)的生產(chǎn)，其中常用的臨時(shí)支護(hù)方式有帶防片幫型支護(hù)、頂架側(cè)伸或前伸型支護(hù)、U 形棚型支護(hù)、工字鋼型支護(hù)、錨網(wǎng)鋼帶型支護(hù)等，掘進(jìn)的效率受上面所述支護(hù)方法的影響，而且有安全隱患存在于空頂區(qū)進(jìn)行的錨固操作。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道支護(hù)的高效高量、快速掘進(jìn)、安全的開(kāi)采目的，因此，設(shè)計(jì)了一種自移式非機(jī)載掘進(jìn)超前支護(hù)裝置并展開(kāi)分析[1-3]。

1 自移式非機(jī)載掘進(jìn)超前支護(hù)裝置的主要結(jié)構(gòu)

聯(lián)接件、操作閥組、后支撐裝置、行走軌道、推移千斤頂、抬底裝置、底座、升降座、立柱、頂梁體等構(gòu)成了自移式非機(jī)載掘進(jìn)超前支護(hù)裝置，圖1 就是該支護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 支護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖

1.1 頂梁體

鉸接梁與頂梁構(gòu)成了頂梁體，鉸接梁的數(shù)量是2 個(gè)。鉸接梁與頂梁的結(jié)構(gòu)都是框架結(jié)構(gòu)，申方型鋼材焊接而成，而且二者是由聯(lián)接件進(jìn)行聯(lián)接而形成的整體。把鉸接耳座設(shè)置在頂梁的左邊與右邊，并且數(shù)量是3 組，前邊與后邊的2 組的作用主要是安置立柱，剩余的1 組主要是升降座的安置。

1.2 抬底裝置

抬底千斤頂、行走機(jī)構(gòu)構(gòu)成了抬底裝置，聯(lián)接抬底千斤頂與行走機(jī)構(gòu)的是銷(xiāo)軸。1 組底座箱底中設(shè)置的抬底裝置是2 組，在行走軌道中設(shè)置了行走機(jī)構(gòu)中存在行走輪。聯(lián)接底座箱體與后者活塞桿一端的是耳座，在底座箱體中安裝抬底裝置。

1.3 后支撐裝置

后支撐千斤頂與后支撐座構(gòu)成了后支撐裝置。其中，前者的活塞桿端和后者聯(lián)接在一起，頂板可以由支撐座來(lái)支撐，并把支頂力提供出來(lái)；聯(lián)接行走軌道箱體中的耳座與缸底端。

1.4 立柱

雙伸縮是立柱使用的主要結(jié)構(gòu)，并且具有的特點(diǎn)是易操作、比較大的伸縮。由于立柱一共有4 根，所以，其活塞桿的一端與缸底端聯(lián)接的分別是頂梁體兩邊的聯(lián)接耳、底座箱體。

1.5 推移千斤頂

直推式是推移千斤頂?shù)闹饕问?。行走軌道和底座之間安裝著該裝置，其缸底端聯(lián)接著行走軌道，活塞桿端連接著底座，該裝置的作用的對(duì)支護(hù)裝置進(jìn)行推移。

1.6 升降座

聯(lián)接其上端的是頂梁體的兩邊鉸接耳座，底座箱體中有安裝的下端，能有跟著立柱的上升而上升，下降而下降，所起的作用是導(dǎo)向。

2 自移式非機(jī)載掘進(jìn)超前支護(hù)裝置的基本原理

升柱、降柱、自移是該裝置的工作循環(huán)，其作業(yè)是重復(fù)進(jìn)行的，能夠使巷道掘進(jìn)的自移與支護(hù)的跟進(jìn)得以實(shí)現(xiàn)。

1）在巷道掘進(jìn)中，升柱依據(jù)圖1 中的有關(guān)要求把千斤頂與所有的零部件進(jìn)行裝配，對(duì)立柱與閥片進(jìn)行操作，使液體進(jìn)入其無(wú)桿腔中，升起立柱，進(jìn)而使頂梁體受到驅(qū)動(dòng)而上升，并上升到頂梁體，來(lái)對(duì)頂板進(jìn)行支撐，進(jìn)而為掘進(jìn)機(jī)與其工作人員的安全性提供保證，保障支護(hù)裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

2）掘進(jìn)巷道的降柱穩(wěn)定一段時(shí)間之后，可以往前移動(dòng)支護(hù)裝置，可前移的前提條件是降柱。對(duì)立柱與閥片進(jìn)行操作，使液體進(jìn)入其有桿腔中，下降立柱，進(jìn)而使頂梁體受到驅(qū)動(dòng)而從頂板中脫離，立柱下降到錨索與頂梁體沒(méi)有刮碰即可，實(shí)現(xiàn)降柱。

在該裝置進(jìn)行自移時(shí)，可以根據(jù)下面幾個(gè)步驟完成：

1）在巷道掘進(jìn)時(shí)，用頂梁體來(lái)對(duì)頂板進(jìn)行支撐，對(duì)閥片與推移千斤頂進(jìn)行操作，使液體進(jìn)入推移千斤頂?shù)挠袟U腔中，收回推移千斤頂，對(duì)后支撐裝置與行走軌道進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使其向前移動(dòng)的步距為1 個(gè)；

2）對(duì)閥片與后支撐千斤頂進(jìn)行操作，使液體進(jìn)入后支撐千斤頂?shù)臒o(wú)桿腔中，伸出后支撐千斤頂，對(duì)支撐裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而升起，并升起到能夠?qū)敯暹M(jìn)行有效支撐；

3）對(duì)閥片與抬底千斤頂進(jìn)行操作，使液體進(jìn)入抬底千斤頂?shù)臒o(wú)桿腔中，伸出抬底千斤頂?shù)幕钊麠U，抬起頂梁體與底座，使底板與底座之間脫離；

4）把支撐裝置對(duì)頂板進(jìn)行支撐，對(duì)閥片與推移千斤頂進(jìn)行操作，使液體進(jìn)入其無(wú)桿腔中，伸出其活塞桿，使頂梁體與底座受到驅(qū)動(dòng)而向前移動(dòng)步距為1 個(gè)，實(shí)現(xiàn)自移。

3 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1）在巷道掘進(jìn)中，對(duì)綜掘機(jī)與非機(jī)載式掘進(jìn)超前支護(hù)裝置的布置是平行的、獨(dú)立的，二者可以同步運(yùn)行，使操作具有靈活性。

2）抬底裝置的數(shù)量是4 組，該裝置可以使自移得以實(shí)現(xiàn)，盡管巷道的底板不硬，可是自移的速度依然很快。

3）頂梁體的結(jié)構(gòu)是框架式的，而且還是整體的，這樣不但可以減輕質(zhì)量，還可以給錨護(hù)頂板留出一定的空間。

4）在掘進(jìn)完成之后，實(shí)時(shí)跟進(jìn)采空區(qū)的支護(hù)頂板可以由實(shí)時(shí)支護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有快速跟進(jìn)、較好的支護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

5）液壓系統(tǒng)對(duì)液壓進(jìn)出進(jìn)行控制，易操作，不僅生產(chǎn)效率得到提高，還降低了生產(chǎn)成本。

4 結(jié)語(yǔ)

自移式非機(jī)載掘進(jìn)超前支護(hù)裝置在掘進(jìn)巷道采空區(qū)的應(yīng)用，體現(xiàn)出了該設(shè)備的及時(shí)性、自移的快速性與安全性等特點(diǎn)，為掘進(jìn)機(jī)與其操作人員的安全提供了保障，使工作面掘進(jìn)開(kāi)采的機(jī)械化得到進(jìn)一步完善，使開(kāi)采效率與掘進(jìn)速度得到了進(jìn)一步的提高，該裝置已被煤礦行業(yè)普遍應(yīng)用，社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益意義十分重大。