关键词：临时支护；机载式；防护；安全
1 项目背景：
N4105工作面回风顺槽设计长度为2193m，巷道掘宽4.9m，掘高3.7m，采用EBZ-160型悬臂式综掘机掘进，沿4#煤层底板掘进，托顶施工，巷道平均坡度为4-6°上山施工，巷道断面为矩形，采用锚网索梁方式进行支护。巷道掘进初期采用前窜式前探梁作为临时支护方式，此种临时支护方式虽然加工简单优点，但作为悬吊式临时支护，支护装置悬吊于已支护锚杆上，受力为点支护，无论从受力点还是受力大小分析均不能满足顶板临时支护需求，在顶板破碎，顶板来压较大情况，顶部支护锚杆锚固力也将受到影响，从而造成临时支护悬吊力降低，降低临时支护强度，另一方面，悬吊临时支护方式为被动支护，没有初撑力作为基础，安全性能差。
1.1 悬吊前窜式临时支护装置在砂矿应用中存在问题
（1）施工中每掘进一排，需5名工人一起协作前移吊环，前窜前探梁，安设防退销，铺设木板，采用木方刹实梁体与顶板空间进行临时支护，施工过程中存在职工施工劳动强度大，施工工序繁琐，移动前窜速度慢，效率低，空顶时间长情况。
（2）在实际使用过程中，由于顶板成型差，个别区域顶板垮落，顶板高低起伏，受吊环尺寸限制，易出现吊环一高一低现象，造成梁体倾斜角度过大，架设困难。
（3）在砂墩子煤矿其他掘进工作面使用悬挂前窜临时支护装置时，频繁出现迎头顶板大块矸石跨落砸弯前探梁梁体情况，严重影响临时支护质量，对安全生产管理造成不利影响。并且在各级检查中，各个专家都从不同角度对前探梁临时支柱装置提出整改意见。使用前探梁临时支护装置存在着劳动强度大、人工成本高、围岩条件要求高、临时支护强度不足、使用效果不佳等情况。针对这一情况，砂墩子煤矿结合国内其他先进矿井生产经验，经过多方调研，提出采用ZLJ-26机载临时支护装置进行替代。
附图一：前探梁临时支护装置示意图
2 项目内容
ZLJ-26系列掘进机机载临时支护装置，配置在掘进机截割部，不影响掘进机正常截割作业。利用掘进机液压系统为动力源，实现对巷道的临时支护，同时可以托起支护所用的锚网、钢带或槽钢。本临时支护装置机械化程度高、安全系数高、劳动强度低，即提高了掘进效率，又使工人的安全得到有效保障。
（1）装置性能参数
①适用巷道断面 矩形、拱形、梯形
②适用巷道尺寸 巷道高≥2.5m 巷道宽 ≥3.5m
③支护面积： ≥2.5㎡
④支护超出掘进炮头距离：1m –2m
⑤顶架最大横向倾斜角 ：≤20°
（2）液压系统性能参数
① 额定压力：16Mpa
②额定流量：50L/min
（3）装置重量：约1 t
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3 项目前后对比分析
3.1 安全分析
（1）采用前探梁临时支护装置时，对顶板很难起到临时支护的作用，只能在顶板跨落时起到部分缓冲作用，防护作用小，安全性能差。
（2）采用ZLJ-26系列掘进机机载临时支护装置，利用掘进机液压系统为动力源，托起支护所用的锚网和钢带，对顶板进行临时支护，改革了传统临时支护工艺，保证在永久支护完成前，对巷道顶板给予一个较强的初撑力，创造安全的施工空间。
3.2 技术经济分析
采用前探梁临时支护装置，每排掘进完成时需要5名工人合力前窜前探梁，用时约10分钟。在工程造价时，使用人工费用 元/米。采用机载式临时支护装置之后，只需要掘进机司机割煤完成后使用手柄操作进行顶板支护，用时约1分钟。在工程造价时，不再提取人工费用。以N4105工作面为例，设计长度为2193m,如果采用前探梁临时支护装置，将提取人工费用 元。使用机载式临时支护装置，可节省费用 元。且该临时支护装置可以和综掘机一起转移到其他掘进工作面使用。
3.3其他使用效果分析
1、改革了传统支护工艺，杜绝了传统支护工艺所存在的一些弊端，杜绝了空顶作业，对巷道顶板给予一个较强的初撑力，保证了安全支护。
2、实现了支护工作的机械化，大大降低了支护工作的劳动强度，实现快速支护。
3、ZLJ-26系列掘进机机载临时支护装置采用连杆机构，装配在掘进机悬臂的中上部，选位合理，结构简便，不影响掘进机的正常截割作业功能。掘进机截割作业和进行临时支护工作时，形成循环作业，提高生产效率。
4、利用掘进机液压系统为动力源，不需要单独的液压泵站，通过两位三通阀控制液压系统，使临时支护装置液压系统与综掘机自身液压系统进行分离，独立工作。
5、油缸的设计均采用内藏式液压锁，增强液压系统的可靠性、安全性。
4 结语
通过近一年对机载式临时支护装置的使用，有效的解决了砂墩子煤矿临时支护所遇困难，保证了顶板安全，加快了掘进工作面掘锚速率，增加了临时支护的安全性、可靠性及便捷性，减轻了工人劳动强度，对提升综掘快速掘进及临时支护机械化有着深远意义。
参考文献：
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[2] 杜贻晶，顾颖诗，苏显明，机载式临时支护装置在济宁二号煤矿的应用[J].煤矿支护，2010,42（02）
[3] 段石，白运华，黄义通，机载式临时支护装置机载式临时支护装置在济宁二号煤矿的应用[J].煤矿现代化，2010，03（03）:71-72
论文作者:杜运鹏,陈宝红
论文发表刊物:《科学与技术》2019年16期
论文发表时间:2020/1/15
标签：顶板论文; 装置论文; 巷道论文; 掘进机论文; 工作面论文; 煤矿论文; 劳动强度论文; 《科学与技术》2019年16期论文;