宋明明
(晉能控股集團寺河煤礦, 山西 晉城 048204)
目前,由于我國地質(zhì)條件比較復(fù)雜,以及煤礦資源的不斷開采,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,煤礦在開采時對掘進巷道的及時安全高效支護提出了更高的要求。
在我國,巷道掘進臨時支護安全問題一直影響煤礦企業(yè)的生產(chǎn),其中常用的臨時支護方式有帶防片幫型支護、頂架側(cè)伸或前伸型支護、U 形棚型支護、工字鋼型支護、錨網(wǎng)鋼帶型支護等,掘進的效率受上面所述支護方法的影響,而且有安全隱患存在于空頂區(qū)進行的錨固操作。為了實現(xiàn)對巷道支護的高效高量、快速掘進、安全的開采目的,因此,設(shè)計了一種自移式非機載掘進超前支護裝置并展開分析[1-3]。
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)成了自移式非機載掘進超前支護裝置,圖1 就是該支護裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖1 支護裝置結(jié)構(gòu)圖
鉸接梁與頂梁構(gòu)成了頂梁體,鉸接梁的數(shù)量是2 個。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。
抬底千斤頂、行走機構(gòu)構(gòu)成了抬底裝置,聯(lián)接抬底千斤頂與行走機構(gòu)的是銷軸。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。
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支撐,并把支頂力提供出來;聯(lián)接行走軌道箱體中的耳座與缸底端。
雙伸縮是立柱使用的主要結(jié)構(gòu),并且具有的特點是易操作、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。
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,該裝置的作用的對支護裝置進行推移。
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。
升柱、降柱、自移是該裝置的工作循環(huán),其作業(yè)是重復(fù)進行的,能夠使巷道掘進的自移與支護的跟進得以實現(xiàn)。
1)在巷道掘進中,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行裝配,對立柱與閥片進行操作,使液體進入其無桿腔中,升起立柱,進而使頂梁體受到驅(qū)動而上升,并上升到頂梁體,來對頂板進行支撐,進而為掘進機與其工作人員的安全性提供保證,保障支護裝置穩(wěn)定運行。
2)掘進巷道的降柱穩(wěn)定一段時間之后,可以往前移動支護裝置,可前移的前提條件是降柱。對立柱與閥片進行操作,使液體進入其有桿腔中,下降立柱,進而使頂梁體受到驅(qū)動而從頂板中脫離,立柱下降到錨索與頂梁體沒有刮碰即可,實現(xiàn)降柱。
在該裝置進行自移時,可以根據(jù)下面幾個步驟完成:
1)在巷道掘進時,用頂梁體來對頂板進行支撐,對閥片與推移千斤頂進行操作,使液體進入推移千斤頂?shù)挠袟U腔中,收回推移千斤頂,對后支撐裝置與行走軌道進行驅(qū)動,使其向前移動的步距為1 個;
2)對閥片與后支撐千斤頂進行操作,使液體進入后支撐千斤頂?shù)臒o桿腔中,伸出后支撐千斤頂,對支撐裝置進行驅(qū)動而升起,并升起到能夠?qū)敯暹M行有效支撐;
3)對閥片與抬底千斤頂進行操作,使液體進入抬底千斤頂?shù)臒o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)把支撐裝置對頂板進行支撐,對閥片與推移千斤頂進行操作,使液體進入其無桿腔中,伸出其活塞桿,使頂梁體與底座受到驅(qū)動而向前移動步距為1 個,實現(xiàn)自移。
1)在巷道掘進中,對綜掘機與非機載式掘進超前支護裝置的布置是平行的、獨立的,二者可以同步運行,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,還可以給錨護頂板留出一定的空間。
4)在掘進完成之后,實時跟進采空區(qū)的支護頂板可以由實時支護來實現(xiàn),具有快速跟進、較好的支護等優(yōu)點。
5)液壓系統(tǒng)對液壓進出進行控制,易操作,不僅生產(chǎn)效率得到提高,還降低了生產(chǎn)成本。
自移式非機載掘進超前支護裝置在掘進巷道采空區(qū)的應(yīng)用,體現(xiàn)出了該設(shè)備的及時性、自移的快速性與安全性等特點,為掘進機與其操作人員的安全提供了保障,使工作面掘進開采的機械化得到進一步完善,使開采效率與掘進速度得到了進一步的提高,該裝置已被煤礦行業(yè)普遍應(yīng)用,社會效益與經(jīng)濟效益意義十分重大。