趙 巖

（河南煤化集團(tuán)永煤公司 陳四樓煤礦，河南 永城 476600）

掘進(jìn)巷道臨時(shí)支護(hù)是一道必不可少的工序,對安全生產(chǎn)和正規(guī)循環(huán)作業(yè)的影響都非常大，而臨時(shí)支護(hù)方式一直是煤礦工程技術(shù)人員潛心研究的技術(shù)性難題，嚴(yán)重困擾著安全生產(chǎn)。目前我礦掘進(jìn)工作面普遍采用串前探梁方式或單體柱+π型梁進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。這種傳統(tǒng)人工臨時(shí)支護(hù)方式雖然在技術(shù)上達(dá)到了要求，對掘進(jìn)工作面迎頭支護(hù)提供了支撐力，且具有加工方便等特性，但仍存在如下缺點(diǎn)：

（1）采用單體柱+π型梁這種人工臨時(shí)支護(hù)雖有一定的初撐力，能有效防止頂板離層但易出現(xiàn)柱子傾倒情況；在巷道超高時(shí)無法接頂；當(dāng)頂板破碎且不平時(shí)，與頂板的不密貼；當(dāng)液壓油壓力小時(shí)，初撐力達(dá)不到要求；落煤后需將柱窩處的煤、矸除掉，人工在迎頭空頂區(qū)附近作業(yè)，無法保證安全；臨時(shí)支護(hù)一次需三人操作，每進(jìn)一排前移一次臨時(shí)支護(hù)，每移一次耗時(shí)15分鐘到20分鐘左右。

（2）采用前探梁進(jìn)行人工臨時(shí)支護(hù)時(shí)，前探梁對空頂區(qū)為被動(dòng)支護(hù)，沒有初撐力，安全性差；前探梁與頂板間接觸面積小，支護(hù)效果差，不能對空頂區(qū)進(jìn)行有效保護(hù)；人員操作起來復(fù)雜，人工移動(dòng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，每移一次速度慢，效率較低；若有人進(jìn)入空頂區(qū)進(jìn)行架設(shè)作業(yè)，為安全埋下重大隱患。

對比以上兩種人工臨時(shí)支護(hù)方式存在的缺點(diǎn)，可看出在使用中都消耗大量的人工，人員使用臨時(shí)支護(hù)有時(shí)會操作不當(dāng)，給安全帶來一定的隱患。因此，需要對以上兩種人工臨時(shí)支護(hù)方式進(jìn)行改進(jìn)，減少人員投入，提高安全性能。

為了提高安全性，可變被動(dòng)支護(hù)為主動(dòng)支護(hù)，在綜掘工作面可充分利用掘進(jìn)機(jī)作為載體，搭載支護(hù)裝置，并通過掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力實(shí)現(xiàn)臨時(shí)支護(hù)，為此我們采用ZLJ-10/21機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置代替原人工臨時(shí)支護(hù)。

1 臨時(shí)支護(hù)工作原理及技術(shù)參數(shù)

機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置主要是通過對綜掘機(jī)切割部與本體部鉸接銷軸的改造進(jìn)行安裝。掘進(jìn)機(jī)機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置主要由頂梁架、連接器、主架、油缸翼架、分流溢流閥、三位兩通閥、控制操作閥等組成。利用掘進(jìn)機(jī)的液壓泵站供油，通過加裝的三位兩通閥經(jīng)過溢流閥到操作閥來控制臨時(shí)支護(hù)裝置工作。

機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置的工作原理：工作時(shí)用綜掘機(jī)的泵站供油，經(jīng)分流進(jìn)入油缸，頂架向兩側(cè)打開升起，主架向上打開逐漸升高，直到接觸頂板滿足需要的高度、角度即可。該裝置用來對掘進(jìn)工作面截割后的空頂區(qū)進(jìn)行主動(dòng)臨時(shí)支護(hù)，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)完成一個(gè)循環(huán)后，升起支架靠支撐力托住頂板，可以迅速在掘進(jìn)機(jī)截割頭前方形成一個(gè)最大達(dá)到3m×3.4m的支護(hù)面積，為下一步在該空頂區(qū)進(jìn)行支護(hù)作業(yè)的人員提供一個(gè)安全可靠的作業(yè)空間。該裝置的技術(shù)參數(shù)如表1。

表1 ZLJ-10/21機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置主要技術(shù)參數(shù)

2 臨時(shí)支護(hù)裝置的現(xiàn)場應(yīng)用

2.1 工作面條件

21401軌順工作面布置在二2煤層中，沿煤層頂板掘進(jìn)。二2煤層厚2.07～3.5m，平均厚2.74m，屬穩(wěn)定煤層，順槽處于寬緩的單斜構(gòu)造，煤層傾角為1°～23°，平均8°，工作面總體傾角較緩，預(yù)計(jì)在掘進(jìn)過程中將不會揭露斷層。21401軌順工作面為梯形斷面，一次掘進(jìn)支護(hù)斷面凈寬4000mm，凈高2600mm。21401軌順工作面巷道選擇“錨網(wǎng)帶”的支護(hù)形式，臨時(shí)支護(hù)采用輕型單體液壓支柱+π型梁[1]支護(hù)形式，如圖1所示。

圖1 21401軌順工作面支護(hù)斷面圖

2.2 操作步驟

掘進(jìn)機(jī)完成截、割、裝煤作業(yè)后，將截割頭放下。檢查支護(hù)裝置各部位零件及管路，在保證完好的狀態(tài)下，操作二位三通閥，使液壓油切換到支護(hù)裝置油路。副司機(jī)把錨網(wǎng)支護(hù)所用的鋼帶和金屬網(wǎng)放在頂架上，且使頂架上的磁鐵將其吸住；掘進(jìn)機(jī)司機(jī)操作支護(hù)裝置使鋼帶和金屬網(wǎng)同頂板吻合，然后在掘進(jìn)機(jī)機(jī)載臨時(shí)支護(hù)下進(jìn)行打孔、上錨桿，即完成該次支護(hù)任務(wù)，確定錨固無誤后，開始收回支架。先把主架下降到最低位置，然后折合頂架，直到頂架全部落到掘進(jìn)機(jī)上為止，完成一次完整的支護(hù)工作結(jié)束。以上動(dòng)作通過反向拉動(dòng)多路換向閥相應(yīng)的手柄完成，需掘進(jìn)機(jī)正副司機(jī)兩人完成，節(jié)省了勞動(dòng)人員，提高了生產(chǎn)效率。而竄管前探梁和支柱加橫梁這兩種方式，操作起來太困難，需要多人配合才能完成，同時(shí)延長了作業(yè)工序時(shí)間，降低了掘進(jìn)效率。

ZLJ-10/21機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)時(shí)，一個(gè)循環(huán)可截割3排（2.4m），最大控頂距離為 2.6m，最小空頂距離為0.4m。ZLJ-10/21機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置平、剖面圖如圖2所示。

圖2 機(jī)械機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置平、剖面圖

3 應(yīng)用效果對比分析

ZLJ-10/21機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置代替單體液壓支柱+π型梁支護(hù)應(yīng)用在21401軌順后，增加了施工的安全性，提高了掘進(jìn)速度和效率，降低了工人的工作強(qiáng)度[2]，臨時(shí)支護(hù)效果明顯提高。

(1)安全性高：單體柱+π型梁屬于被動(dòng)支護(hù)，而臨時(shí)支護(hù)裝置由原來的被動(dòng)支護(hù)變?yōu)橐环N宏觀意義的主動(dòng)支護(hù)，支護(hù)作業(yè)時(shí)升起頂梁后可再伸出伸縮梁，有效加大了空頂支護(hù)面積。該裝置主動(dòng)給予頂板支撐力，讓頂板時(shí)刻處于安全支護(hù)狀態(tài)，安全可靠系數(shù)高，大大改善了掘進(jìn)工作面迎頭的支護(hù)狀況及操作人員的作業(yè)安全性。

(2)掘進(jìn)速度加快：采用單體柱+π型梁支護(hù)方式，一循環(huán)掘2排，每班掘6排，而臨時(shí)支護(hù)裝置方式下一循環(huán)掘3排，每班掘8排，進(jìn)尺提高1.6m。單體柱+π型梁支護(hù)方式需要人工架柱子，耗時(shí)長，臨時(shí)支護(hù)裝置可隨掘進(jìn)機(jī)一起推進(jìn)，整個(gè)操作過程僅用5min，在一定程度上提升了掘進(jìn)效率，支護(hù)時(shí)間明顯縮短。

(3)勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低：單體柱+π型梁支護(hù)方式下靠多名人工操作，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，而機(jī)載臨時(shí)支護(hù)方式只需要2人操作，操作簡單，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)工效。

4 結(jié)語

通過在陳四樓煤礦21401軌順的應(yīng)用分析，掘進(jìn)巷道采用機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置可有效地加強(qiáng)掘進(jìn)工作面錨網(wǎng)支護(hù)時(shí)對于頂板的控制，防止空頂作業(yè)，杜絕人員傷亡事故，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)造了安全作業(yè)環(huán)境。既提高了綜掘掘進(jìn)速度，又能保證人員進(jìn)行支護(hù)時(shí)的安全性，以便推進(jìn)我礦綜掘機(jī)械化的進(jìn)一步提高。社會經(jīng)濟(jì)效益明顯，推廣應(yīng)用前景廣闊，對提升煤巷快速掘進(jìn)和臨時(shí)支護(hù)的機(jī)械化有著現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。

[1]胡林．綜掘臨時(shí)支護(hù)技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2008(6)：9-11

[2]崔明奎.ZLJ-10/21機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置在云岡礦的應(yīng)用[J]．山東煤炭科技，2009(6)：76-77