唐耀偉

（同煤集團四臺礦機掘十隊， 山西 大同 037000）

引言

目前，我國巷道掘進廣泛采用綜合機械化掘進，但由于煤礦沉積巖層強度低、地應(yīng)力高、護巷煤柱小、動壓影響強烈等原因，使得巷道支護成為了煤炭安全生產(chǎn)的重中之重。掘進與支護分離使得掘進成巷速度受到限制，尤其在巷道頂板條件不好的情況。國內(nèi)普遍存在機掘巷道的錨護速度滯后于掘進速度，直接影響掘進機效率的發(fā)揮，而掘錨護一體機可有效地解決掘進工作面錨護問題，杜絕空頂作業(yè)造成的傷亡事故，減輕工人勞動強度，提高效率，為綜掘創(chuàng)造一個良好的作業(yè)環(huán)境[1]。

1 新型掘錨護一體機裝置的特點

1）該設(shè)備操作方便。操作人員可操作安全閥中的方向閥手柄）快速平穩(wěn)地移動；支撐面積大，可以減少頂板沉降、冒頂事故，以及前壁坍塌、勞動強度大等問題。

2）掘進機液壓源可作為掘進機的動力源。

3）該設(shè)備可適應(yīng)急傾斜巷道，也能快速采取急傾斜的動作。

4）該設(shè)備充分利用了巷道頂部的空間并不影響其他煤巷進程，其安裝、拆卸、維修方便，結(jié)構(gòu)簡單，具有很高的經(jīng)濟和應(yīng)用價值。

5）2個以上的升降平臺，使煤巷環(huán)距根據(jù)實際情況可調(diào)，掘進速度增大，開挖與開采之間的不平衡性降低。

6）該設(shè)備可代替工人提頂支撐材料，減輕勞動強度。特殊的懸架梁兩端切坡，所以懸掛梁梯度適應(yīng)路面坡度的變化。

7）如果巖石堅硬，需要爆破，則可以打開和保護墻壁的前面板。板可以掛在前面板上，作為液壓元件臨時支撐。可防止設(shè)備、甲烷傳感器、風管等設(shè)備的爆炸[2-3]。

2 新型掘錨護一體機的主要組成及功能

液壓臨時支撐設(shè)備由鋼結(jié)構(gòu)件和液壓系統(tǒng)組成（見圖1）。鋼結(jié)構(gòu)部件是特殊的懸掛梁、支撐平臺、升降平臺，盾構(gòu)前墻、移動小車、防滑固定器、連接座等。液壓系統(tǒng)由液壓缸、液壓控制閥和液壓輔助元件組成，包括軟管和管接頭等。鋼結(jié)構(gòu)件和液壓系統(tǒng)通過銷、螺栓等連接。通過快速接頭、U型卡箍連接。

圖1 煤礦巷道中掘錨護一體機工作系統(tǒng)示意圖

特殊的懸架梁：梁安裝在中間兩線外露端頂板錨桿支護時，錨桿在巷道中的支撐梁上安裝。

支撐平臺：用作升降平臺的支撐體，其前端鉸接于板擋前墻，其下部鉸接到支撐架筒和支撐架伸縮缸，其后端鉸接在移動小車上。

升降平臺：可以通過液壓缸升降，座艙蓋可以觸摸。支撐頂板，設(shè)計了2個或3個升降平臺，使煤巷環(huán)距可根據(jù)頂板情況進行調(diào)整，實現(xiàn)快速掘進。

板前墻：臨時支撐前墻，防止前墻坍塌，板上的掛鉤可鉤住防滑固定器，并有助于暫停臨時支撐設(shè)備。

移動小車：由焊接鋼板制成，懸掛在特殊的幾個輪子上。吊梁并通過螺栓鉸接支撐平臺和液壓缸，推缸可推動移動小車驅(qū)動臨時支撐裝置移動。

防滑固定夾：可防止臨時支撐設(shè)備滑落。

連接座：通過螺栓和螺母固定的懸架梁[4]。

3 新型掘錨護一體機的工作過程

設(shè)備可按下列步驟操作：第1步，支撐平臺的振幅圓筒使支撐平臺轉(zhuǎn)動和收縮，支撐材料固定在升降平臺上；第2步，支撐平臺的變幅油缸展開，使支承平臺轉(zhuǎn)動與巷道頂板平行；第3步，推動油缸擴張，推動支撐平臺前進；第4步，升降平臺起到觸動和支撐巷道頂板的作用；第5步，支撐變幅油缸擴張，使支撐架缸旋轉(zhuǎn)并垂直于支撐平臺，然后支撐架缸接觸到道路地板；第6步，鉆頂板孔和安裝頂板螺栓或安裝鋼框架；第7步，升降平臺下降，懸掛梁安裝，然后支撐架筒裝起來；第8步，防滑固定夾具拆除，并安裝在懸掛梁前推進筒體收縮，支撐平臺向后移動，展開使前鉤掛式防滑固定夾；第9步，螺栓和螺母連接連接座吊梁拆除，推氣缸使連接座向前移動，然后連接基座，用螺栓螺母固定；第10步，掘進機截煤[5]。

4 掘錨護一體機的應(yīng)用

錨桿機是利用掘進機泵站全液壓驅(qū)動，采用遙控器控制操作，具有無極調(diào)速功效，實現(xiàn)了掘進開采與錨桿支護機械化連續(xù)性工作，解決了掘進機與錨桿機分體工作造成的時間浪費，以及人工打錨桿勞動強度大、效率低等問題。

支護裝置最大限度地加大了支護頂板面積，使支護頂板時受力更好，支護頂板與升降伸縮臂采用銷軸連接，而且一端銷軸可移動，能使用梯形巷道，支撐點基本在支護頂板中間位置，受力狀況好，鎖緊力可達到30 t以上錨桿機安裝于行走部兩側(cè)，兩側(cè)主臂伸縮帶動錨桿機前后移動。錨桿機安裝橫梁可上下移動來調(diào)整高度，錨桿機自身通過左右平移、前后擺動以及自身旋轉(zhuǎn)燈動作，加上錨桿機上下移動和馬達轉(zhuǎn)動，完成錨桿錨裝工作。

掘錨平行作業(yè)大大提高了煤巷的單進水平，可緩解礦井采掘接替緊張的局面，并提高錨護過程中的安全性。因此，掘錨一體機不僅可以改變煤礦長期傳統(tǒng)落后的支護方式，提高巷道支護強度，減少事故，降低支護與維修費用。掘錨一體機的應(yīng)用可提高巷道掘進機械化程度，提高掘進機開機率，減輕工人勞動強度，提高效率，加快掘進速度，簡化了工作面上下端頭的維護和超前支護，提高巷道斷面利用率，有利于高產(chǎn)高效工作面的建設(shè)[6]。

5 結(jié)論

新型掘錨護一體機的應(yīng)用使煤礦巷道挖掘過程機械化程度、工作環(huán)境得到大大改善。該設(shè)備加強了頂板、前墻、支護的支承力，減少了頂板和前壁坍塌事故，滿足了礦山高產(chǎn)高效的要求，通過對頂板類型和結(jié)構(gòu)的探測，確定了巷道支護的情況，實現(xiàn)動態(tài)巷道頂板支護設(shè)計。通過錨桿鉆機與掘進機的匹配，實現(xiàn)對煤巷安全快速地支撐和挖掘。