《综掘临时支护系统技术研究》项目方案设计.docx

PAGE2

综掘临时支护系统技术

项目方案设计

川煤集团技术中心开采所

二〇一九年九月

目录

TOC\o1-3\h\z\u1背景意义 3

2现状分析 3

2.1滑移悬臂式机载临时支护装置 4

2.2连杆式机载临时支护装置 4

3.3滑移支撑式机载临时支护装置 6

3研究内容 6

3.1不同综掘工作面临时支护理论分析 6

3.2综掘临时支护系统设计 6

3.2.1准备阶段 8

3.2.2移架阶段 8

3.2.3跟架阶段 9

3.2.4升架阶段 9

3.2.5支护阶段 10

3.2.6调整阶段 10

3.2.7回缩阶段 12

3.3综掘临时支护系统工业性试验 12

4社会经济效益 12

1背景意义

根据《煤矿安全规程》第四十一条规定，掘进工作面作业过程严禁空顶作业。

随着攀煤公司掘进机械化水平的提高,综掘设备已在各矿应用。综掘技术的应用，使掘进破煤（矸）和装煤（矸）实现了机械化，加上后续运输大多配皮带或溜子，因此支护环节成为影响综掘单进的主要因素。据统计，支护工序占综掘工作面正常工作时间的三分之二左右。因为攀煤公司所属矿井煤层顶底板条件复杂，不能空顶作业，锚网支护需跟拢碛头，每切割出0.7-1.0m（视锚杆排距），就要停机进行锚网支护，然后再掘进。临时支护前探梁(吊环或工字钢)频繁前移后撤，锚杆机频繁搬进搬出，每排锚杆单独打眼、铺网、安装锚杆，一是劳动强度大，支护面积小，支护强度不够；二是费时间、效率低，严重影响综掘单进。

本项目通过研发一种综掘临时支护系统，包括临时支护设备改进、临时支护工艺改进、临时支护人员培训、综掘工作面破碎顶板及片帮的控制等措施来实现综掘工作面安全高效临时支护、碛头可连续进刀切割作业再集中支护，来有效提高综掘机开机率，提高矿井综掘单进水平。

2现状分析

根据文献显示，现目前国内外主要采用的综掘临时支护有以下三种：滑移悬臂式机载临时支护装置、连杆式机载临时支护装置、滑移支撑式机载临时支护装置。

2.1滑移悬臂式机载临时支护装置

该装置与掘进机采用上下叠合的配套方式，通过3组横梁将滑道固定在掘进机的中上部。该装置主要由滑台、滑道、主臂、护顶梁、各种作用油缸及液压操纵系统等组成，采用全液压传动。滑台上可以配置泵站，又可以利用掘进机的泵站进行改造，可以根据实际需要进行配置。滑道内配置了双伸缩油缸，可使整个装置沿着滑道大幅前后移动。主臂采用双层套筒式伸缩钢结构，内置双伸缩油缸。主臂依靠伸缩油缸实现伸缩变幅，依靠外在套筒承受作用力。滑台上回转体与主臂后端采用铰接，与摆臂油缸也采用铰接。在支臂油缸和摆臂油缸的作用下，可实现护顶梁选位运动。主臂另一端与护顶梁铰接，并配置有仰俯油缸。在仰俯油缸作用下调整护顶梁的仰俯角，使护顶梁与巷道顶板更好贴合。护顶梁由6块板铰接而成。在延伸油缸和斜撑油缸作用下实现展开或收拢的动作。根据巷道的形状、锚杆布置以及网梁托板形式等工况条件，设计出不同结构的护顶梁，以满足不同巷道需要。

该临时支护装置采用了悬臂结构，可以将护顶梁直接送入巷道空顶区进行临时支护作业。该装置与掘进机采用上下叠加方式结合，两机配套后高度较高，因此，该装置适用于巷道较高且顶板倾角较小的综掘巷道中。

2.2连杆式机载临时支护装置

该临时支护装置由柔性护顶梁、支撑立柱、斜撑油缸和翻转油缸等连杆机构以及液压操纵系统组成。该动力系统借用掘进机的液压系统改造作为动力系统。液压系统主要由控制阀组、液压锁、各种油管、接头、三通等液压元件组成。护顶梁主要起支撑保护作用，护顶梁由6块板铰接组成，形成柔性护顶梁，更好地适应巷道顶板。各部油缸用来实现各种动作及提供支撑力，支撑立柱为主要受力件，翻转油缸通过油缸伸缩实现护顶梁的上下摆动。在掘进机工作时，该装置可收缩叠放在截割部的上后部，不影响掘进机截割作业。在翻转油缸的作用下将护顶梁向后收拢，收拢后整个护顶梁与截割臂上部护板紧紧贴合，护顶梁左右翼板垂直收拢在截割臂两侧，使整个临时支护装置收到体积最小，以免影响掘进机司机视线。在临时支护工作时，掘进机停放在巷道正中间，将临时支护展开，利用掘进机截割臂进行左右选位，支撑油缸将护顶梁压紧在顶板上。当巷道顶板倾斜时，可以将护顶梁结构和其与支撑立柱的连接方式进行重新设计。护顶梁与支撑立柱之间采用球铰，并将护顶板分成左右两半，两者之间采用活动连接销联接，从而实现倾斜顶板的临时支护。根据巷道的形状、锚杆布置以及网梁托板形式等工况条件，设计出不同类型和尺寸的护顶梁，以满足不同巷道临时支护的需要。

该临时支护装置采用连杆式结构，安装在掘进机截割部上，其支撑立柱不宜太长，以免影响掘进机司机的截割视线。另外在高