掘錨護(hù)一體機(jī)在煤巷掘進(jìn)中的應(yīng)用

唐耀偉

（同煤集團(tuán)四臺(tái)礦機(jī)掘十隊(duì)， 山西 大同 037000）

引言

目前，我國巷道掘進(jìn)廣泛采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)，但由于煤礦沉積巖層強(qiáng)度低、地應(yīng)力高、護(hù)巷煤柱小、動(dòng)壓影響強(qiáng)烈等原因，使得巷道支護(hù)成為了煤炭安全生產(chǎn)的重中之重。掘進(jìn)與支護(hù)分離使得掘進(jìn)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(jī)掘巷道的錨護(hù)速度滯后于掘進(jìn)速度，直接影響掘進(jìn)機(jī)效率的發(fā)揮，而掘錨護(hù)一體機(jī)可有效地解決掘進(jìn)工作面錨護(hù)問題，杜絕空頂作業(yè)造成的傷亡事故，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高效率，為綜掘創(chuàng)造一個(gè)良好的作業(yè)環(huán)境[1]。

1 新型掘錨護(hù)一體機(jī)裝置的特點(diǎn)

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(dòng)；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(dòng)強(qiáng)度大等問題。

2）掘進(jìn)機(jī)液壓源可作為掘進(jìn)機(jī)的動(dòng)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(dòng)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(jìn)程，其安裝、拆卸、維修方便，結(jié)構(gòu)簡單，具有很高的經(jīng)濟(jì)和應(yīng)用價(jià)值。

5）2個(gè)以上的升降平臺(tái)，使煤巷環(huán)距根據(jù)實(shí)際情況可調(diào)，掘進(jìn)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(dòng)強(qiáng)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(jiān)硬，需要爆破，則可以打開和保護(hù)墻壁的前面板。板可以掛在前面板上，作為液壓元件臨時(shí)支撐。可防止設(shè)備、甲烷傳感器、風(fēng)管等設(shè)備的爆炸[2-3]。

2 新型掘錨護(hù)一體機(jī)的主要組成及功能

液壓臨時(shí)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(tái)、升降平臺(tái)，盾構(gòu)前墻、移動(dòng)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(hù)一體機(jī)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(hù)時(shí)，錨桿在巷道中的支撐梁上安裝。

支撐平臺(tái)：用作升降平臺(tái)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(dòng)小車上。

升降平臺(tái)：可以通過液壓缸升降，座艙蓋可以觸摸。支撐頂板，設(shè)計(jì)了2個(gè)或3個(gè)升降平臺(tái)，使煤巷環(huán)距可根據(jù)頂板情況進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)。

板前墻：臨時(shí)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(shí)支撐設(shè)備。

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

防滑固定夾：可防止臨時(shí)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(hù)一體機(jī)的工作過程

設(shè)備可按下列步驟操作：第1步，支撐平臺(tái)的振幅圓筒使支撐平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)和收縮，支撐材料固定在升降平臺(tái)上；第2步，支撐平臺(tái)的變幅油缸展開，使支承平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)與巷道頂板平行；第3步，推動(dòng)油缸擴(kuò)張，推動(dòng)支撐平臺(tái)前進(jìn)；第4步，升降平臺(tái)起到觸動(dòng)和支撐巷道頂板的作用；第5步，支撐變幅油缸擴(kuò)張，使支撐架缸旋轉(zhuǎn)并垂直于支撐平臺(tái)，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(tái)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(jìn)筒體收縮，支撐平臺(tái)向后移動(dòng)，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(dòng)，然后連接基座，用螺栓螺母固定；第10步，掘進(jìn)機(jī)截煤[5]。

4 掘錨護(hù)一體機(jī)的應(yīng)用

錨桿機(jī)是利用掘進(jìn)機(jī)泵站全液壓驅(qū)動(dòng)，采用遙控器控制操作，具有無極調(diào)速功效，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)開采與錨桿支護(hù)機(jī)械化連續(xù)性工作，解決了掘進(jìn)機(jī)與錨桿機(jī)分體工作造成的時(shí)間浪費(fèi)，以及人工打錨桿勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低等問題。

支護(hù)裝置最大限度地加大了支護(hù)頂板面積，使支護(hù)頂板時(shí)受力更好，支護(hù)頂板與升降伸縮臂采用銷軸連接，而且一端銷軸可移動(dòng)，能使用梯形巷道，支撐點(diǎn)基本在支護(hù)頂板中間位置，受力狀況好，鎖緊力可達(dá)到30 t以上錨桿機(jī)安裝于行走部兩側(cè)，兩側(cè)主臂伸縮帶動(dòng)錨桿機(jī)前后移動(dòng)。錨桿機(jī)安裝橫梁可上下移動(dòng)來調(diào)整高度，錨桿機(jī)自身通過左右平移、前后擺動(dòng)以及自身旋轉(zhuǎn)燈動(dòng)作，加上錨桿機(jī)上下移動(dòng)和馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jìn)水平，可緩解礦井采掘接替緊張的局面，并提高錨護(hù)過程中的安全性。因此，掘錨一體機(jī)不僅可以改變煤礦長期傳統(tǒng)落后的支護(hù)方式，提高巷道支護(hù)強(qiáng)度，減少事故，降低支護(hù)與維修費(fèi)用。掘錨一體機(jī)的應(yīng)用可提高巷道掘進(jìn)機(jī)械化程度，提高掘進(jìn)機(jī)開機(jī)率，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高效率，加快掘進(jìn)速度，簡化了工作面上下端頭的維護(hù)和超前支護(hù)，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(hù)一體機(jī)的應(yīng)用使煤礦巷道挖掘過程機(jī)械化程度、工作環(huán)境得到大大改善。該設(shè)備加強(qiáng)了頂板、前墻、支護(hù)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(hù)的情況，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)巷道頂板支護(hù)設(shè)計(jì)。通過錨桿鉆機(jī)與掘進(jìn)機(jī)的匹配，實(shí)現(xiàn)對煤巷安全快速地支撐和挖掘。