王清峰 李善飛 曹淑良

摘要：介紹煤礦井下炮掘巷道一種主動(dòng)式臨時(shí)支護(hù)裝置，該液壓臨時(shí)支護(hù)以單軌吊為載體，放炮后可以自行移至迎頭，同時(shí)支架可探至迎頭實(shí)現(xiàn)零空頂化，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化支護(hù)作業(yè)，同時(shí)單軌吊自帶吊裝功能，實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用，促進(jìn)工序間合理平行作業(yè)，提高進(jìn)尺效率，并減少裝備占用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)诬壍?；液壓臨時(shí)支護(hù)支架；主動(dòng)支護(hù)；機(jī)械化

一、前言

近十年來(lái)，我礦半煤巖巷道掘進(jìn)裝備逐年提升，而且順槽巷道均采用不同的運(yùn)輸模式保證煤矸全部入系統(tǒng)，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)，一定程度上提升單進(jìn)水平，但是由于我礦地質(zhì)條件差，綜掘機(jī)利用自身液壓系統(tǒng)配備機(jī)載臨時(shí)支護(hù)支架作臨時(shí)支護(hù)，2013年我礦綜掘機(jī)單進(jìn)351.6米/月，普掘單進(jìn)156.1米/月，綜掘單進(jìn)是普掘的2.3倍，普掘單進(jìn)速度極低。雖然2009年至2012年普掘試驗(yàn)應(yīng)用掘進(jìn)超前支架，但是該支架不但笨重、前移困難，而且升降架對(duì)頂板、幫部圍巖破壞比較嚴(yán)重，導(dǎo)致巷道成型控制差；而現(xiàn)有的吊環(huán)式前探梁作臨時(shí)支護(hù)工藝使用工序繁瑣、工時(shí)占用時(shí)間長(zhǎng)，而且臨時(shí)支護(hù)安全系數(shù)低，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大，同時(shí)嚴(yán)重危及施工人員的自身安全。

二、結(jié)構(gòu)及工作原理

單軌吊液壓臨時(shí)支護(hù)分為單軌吊部分和臨時(shí)支護(hù)部分，它是以單軌吊為載體，將支護(hù)與其有機(jī)地結(jié)合在一起；工字鋼軌道懸掛在巷道錨桿上，單軌吊采用無(wú)線遙控操作，其安裝于工字鋼軌道上，運(yùn)輸物料時(shí)電動(dòng)葫蘆將物料或設(shè)備從地面吊起，起動(dòng)行走電機(jī)，電機(jī)將動(dòng)力傳遞給減速箱，經(jīng)3級(jí)減速后傳遞到行走齒輪上，行走齒輪與軌道上的齒條相嚙合牽引，從而驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)沿軌道行走，達(dá)到運(yùn)送物料的目的。行至軌道終點(diǎn)時(shí)，有終點(diǎn)限位架壓下行程開(kāi)關(guān)，電機(jī)停止并制動(dòng)。

臨時(shí)支護(hù)分為液壓部分、底盤(pán)部、連桿部、以及頂架部。液壓部分采用電磁閥全無(wú)線遙控操作為各部液壓缸提供動(dòng)力，同時(shí)它還起到配重的作用，使支護(hù)部分能平衡的連接于單軌吊上。它通過(guò)四根螺紋軸將其與支護(hù)底盤(pán)連接在一起；底盤(pán)通過(guò)懸掛軸將臨時(shí)支護(hù)與單軌吊連接在一起，連桿部通過(guò)四根連桿以及四個(gè)連桿座組成兩組平面四桿機(jī)構(gòu)將底盤(pán)及頂架連接在一起并使得頂架始終平行于水平面運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)源于兩根液壓油缸的收放；頂架部的作用是支撐巷道頂板，其用液壓缸控制的前伸、側(cè)伸可增加頂架的支撐面積，液壓支腿在三根液壓油缸的控制下，實(shí)現(xiàn)折疊以及頂架支撐的收放，以實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道空頂區(qū)的預(yù)緊支撐。

圖1：?jiǎn)诬壍跖R時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖

1前伸梁，2側(cè)伸梁，3收緊油缸，4連桿，5連桿座，6 行走輪，7 軌道，8 行走機(jī)構(gòu)，9液壓系統(tǒng)，10 液壓支腿

原理：支護(hù)通過(guò)小耳板1及懸掛軸2安裝于單軌吊上，利用單軌吊的機(jī)動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)支護(hù)的快撤與推進(jìn)。工作原理如下：放炮結(jié)束后，單軌吊開(kāi)近迎頭，進(jìn)行三個(gè)運(yùn)動(dòng)的操作。

1、支架下垂：遙控電磁閥制閥使油缸4拉動(dòng)連接于耳板5上的連桿6（四根連桿與四個(gè)連桿座之間構(gòu)成一四桿機(jī)構(gòu)，右側(cè)倆連桿座為固定邊，始終垂直于地面），從而使支架框平行于地面下垂，此時(shí)工人可往上放置錨網(wǎng)、鋼帶等。

2、支架上舉：操縱控制閥使油缸4推動(dòng)連接于耳板5上的連桿6從而推舉支架框7上舉接頂。之后，折疊于支架框下的油缸9推動(dòng)液壓支腿8伸展開(kāi)來(lái)，當(dāng)液壓支腿垂直于地面時(shí)，油缸伸出撐地，實(shí)現(xiàn)托舉錨網(wǎng)支撐頂板的動(dòng)作。

3、支架收起平放：將動(dòng)作2反向執(zhí)行即可完成。這樣單軌支護(hù)即可后撤，如為炮掘便可打眼放炮。此外，單軌吊支護(hù)在不執(zhí)行支護(hù)任務(wù)時(shí)，可用其進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)送，免去工人肩挑人扛之苦，實(shí)現(xiàn)了安全、效率及降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度等多方面的多贏。

三、使用步驟：

1、放完炮后，將單軌吊臨時(shí)支護(hù)開(kāi)到迎頭在安全區(qū)域內(nèi)，將頂架梁下落到距地面1.2米左右，打開(kāi)側(cè)伸和手動(dòng)翻板，將鋼帶和錨網(wǎng)放置在頂架梁上，將配重塊推移到最左側(cè)，保持平衡。緩慢升起頂架梁，當(dāng)鋼帶距離頂板大約100mm時(shí)，調(diào)整鋼帶的排距，達(dá)到要求后將頂架梁頂緊頂板，對(duì)頂板有一定的初撐力。

2、利用鋼絲繩扒裝機(jī)出料，迎頭余煤到達(dá)頂板約為1.8-2.0米時(shí)，進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，先將臨時(shí)支護(hù)頂架梁上的站腿油缸打開(kāi)，將站腿外伸垂直與頂板，油缸伸出撐地。

3、進(jìn)行錨裝作業(yè)，全部錨桿施工完后，將站腿收回，頂架梁下落，收回側(cè)伸和手動(dòng)翻板，將整機(jī)后退到安全距離。

四、單軌液壓臨時(shí)支護(hù)的安全操作

1、司機(jī)必須熟悉機(jī)器的結(jié)構(gòu)、性能、工作原理，能?chē)?yán)格按照設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)的要求準(zhǔn)確、熟練地操作設(shè)備，懂得設(shè)備的一般維護(hù)保養(yǎng)和故障應(yīng)急處理知識(shí)。單軌液壓臨時(shí)支護(hù)操作必須由兩人進(jìn)行，一人操作，一人協(xié)助，履行監(jiān)護(hù)職責(zé)。前后挪移軌道時(shí)，必須有牢靠的作業(yè)平臺(tái)和防護(hù)設(shè)施，保證人員和設(shè)備安全。

2、單軌液壓臨時(shí)支護(hù)運(yùn)行前，對(duì)運(yùn)行區(qū)間的通風(fēng)、瓦斯、巷道支護(hù)、有無(wú)障礙物，進(jìn)行安全確認(rèn)，安全環(huán)境和運(yùn)輸空間要滿足要求、符合相關(guān)規(guī)定。對(duì)懸掛軌道的生根點(diǎn)（錨桿、錨索、U型棚或工字鋼棚）和吊掛裝置進(jìn)行全面檢查，確保牢固可靠。同時(shí)檢查軌道及連接點(diǎn)是否完好、齒條磨損是否超過(guò)規(guī)定，齒條上不得有雜物，防止齒輪嚙合出現(xiàn)故障。軌道延設(shè)要符合技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。檢查單軌吊軌道兩端的阻車(chē)裝置、限位裝置，必須可靠有效，并懸掛醒目的警示牌板，防止機(jī)車(chē)掉道。

3、設(shè)備檢查：各操作按鈕（無(wú)線遙控器）必須齊全、靈敏、可靠；設(shè)備零部件要完好無(wú)缺，部件磨損不超限；各連接螺栓、銷(xiāo)軸齊全緊固，轉(zhuǎn)動(dòng)部件靈活可靠；電器設(shè)備完好，保護(hù)裝置齊全有效；減速箱、泵站油位符合規(guī)定要求；電動(dòng)葫蘆鏈條不得有打結(jié)、掉槽、跳鏈現(xiàn)象；電纜懸掛整齊完好、電纜量能滿足使用要求。設(shè)備運(yùn)行無(wú)卡阻現(xiàn)象；支護(hù)各油缸運(yùn)行自如，無(wú)停頓卡滯，各液壓鎖閉鎖正常，單軌吊行走前，泵站電機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)；頂板前（側(cè)）伸處于收回狀態(tài)。

4、起吊物料：每次使用單軌吊起吊重物時(shí)，在吊離地面100mm左右要停車(chē)檢查制動(dòng)情況，確認(rèn)完好后方可繼續(xù)工作。

5、運(yùn)行操作：監(jiān)護(hù)人與司機(jī)相互確認(rèn)各環(huán)節(jié)符合規(guī)定后，發(fā)出行車(chē)信號(hào)，運(yùn)行機(jī)車(chē)；運(yùn)行期間操作人員要與物件保持適當(dāng)?shù)陌踩嚯x（3～5m為宜）。并注意操作位置，平坡和下坡時(shí)站在機(jī)車(chē)的后側(cè)操作，上坡時(shí)站在前側(cè)操作，并時(shí)刻注意吊運(yùn)物件的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)停車(chē)處理。

6、停機(jī)及收尾：支頂結(jié)束后，將前伸（側(cè)伸）收回，液壓支腿收回折疊，操縱斜撐油缸，放下頂架，使頂架最高點(diǎn)距導(dǎo)軌距底面離不小于50毫米，方可移動(dòng)單軌吊機(jī)車(chē)運(yùn)行至指定位置后，物料緩慢輕放，不允許自由落下。物料下放平穩(wěn)后，遙控器操作的取下遙控器磁性鑰匙，防止誤操作；在工作完畢后，機(jī)車(chē)應(yīng)停在指定位置，吊鉤升起，并切斷電源、撤除警戒標(biāo)志。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)應(yīng)用單軌吊液壓臨時(shí)支護(hù)，實(shí)現(xiàn)臨時(shí)支護(hù)由被動(dòng)向主動(dòng)的轉(zhuǎn)變；與單軌吊完美結(jié)合，解決了設(shè)備的占用問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了自由移動(dòng)支護(hù)、吊裝運(yùn)輸兩不誤，降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度；該液壓臨時(shí)支護(hù)支架可實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)迎頭無(wú)空頂化，采用無(wú)線全遙控器操作，杜絕人員進(jìn)入空頂區(qū)的概率，提高井下作業(yè)的安全系數(shù)，促進(jìn)臨時(shí)支護(hù)自動(dòng)化、機(jī)械化、本質(zhì)安全化，提高勞動(dòng)效率，促進(jìn)巷道綜合單進(jìn)的有效提高，實(shí)現(xiàn)了快速掘進(jìn)，緩解礦井生產(chǎn)接續(xù)緊張的局面。

作者簡(jiǎn)介：

王清峰（1983.1-），男，本科學(xué)歷，畢業(yè)于山東科技大學(xué)采礦工程專業(yè)，長(zhǎng)期從事煤礦生產(chǎn)管理工作，現(xiàn)在任新汶礦業(yè)集團(tuán)公司翟鎮(zhèn)煤礦副總工程師。