机载式临时支护在井巷工程中的应用.docx

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机载式临时支护在井巷工程中的应用

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摘要：巷道掘进完成后，进行永久支护前，如何采用有效的临时支护是长期困扰煤矿安全生产的一项技术难题。尤其目前我国大多数煤矿使用综掘机进行巷道开掘，巷道掘进速度大幅度提升，但多数矿井巷道临时支护方式仍然采用传统工艺支护，形成掘支锚工艺不协调、不同步，造成掘进速度快、临时支护慢的状况。

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1t

图1ZLJ-26系列掘进机机载临时支护装置示意图

图2ZLJ-26系列掘进机机载临时支护装置部件图

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