一、实施背景
随着我国煤矿综掘设备制造工艺的日益完善和锚杆快速安装技术的发展,煤矿综掘巷道临时支护成为了制约巷道快速掘进的一大瓶颈。新巨龙公司拥有多台奥钢联mh620硬岩掘进机等世界一流掘进设备,掘进机切割功率大、效率高,与之形成鲜明对比的是支护工艺尤其是临时支护技术的落后,无论是掘岩区队现在使用的吊环式前探梁临时支护还是初喷做临时支护,均存在较多隐患。
根据集团公司掘进攻坚年装备升级推广应用的精神,新巨龙公司对井下综掘巷道临时支护进行全面升级改造,经过调研,新巨龙公司与兖煤精益机电有限公司合作研制了奥钢联mh620硬岩掘进机配套液压临时支护装置,并有安装工区安装,在快八队施工的北区辅二大巷进行了实验应用,取得了良好的应用效果。
二、项目实施方案
1、机载临时支护装置结构原理
mh620硬岩掘进机配套机载临时支护装置,是山东兖煤精益机电设备有限公司根据现场生产需要,借鉴国内外先进经验,针对世界一流掘进机设备开发的一种机载液压式临时支护设备。该机采用液压原理设计,由顶梁架、连接器、主架、支撑油缸、回转油缸等机构组成。动力系统采用mh620硬岩掘进机的液压系统作为动力系统。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。具有支护面积大、初撑力高、操作方便、自动化程度高等特点,较传统临时支护方式更加安全、方便、快速。
2、机载临时支护装置主要技术参数
1、支架停放尺寸长×宽=2240×3000mm;展开尺寸长×宽=2240×3600mm;
2、支护面积 : 3600mm ×2240mm=8.064m2 ;
3、支护高度:3000mm ~5050mm;
4、支护超出截割头的距离: 900mm ~ 1300mm;
5、支撑力:≥ 20kn;
6、额定压力 : 12mpa;
7、整机重量:约 1.5t。
3、机载临时支护装使用方法
(1)巷道切割时,坚持台阶式掘进制度,先切割迎头起拱线以上部分,切割完毕后,先不出净迎头矸石,并适当退机。
(2)退机至合适位置后,掘进机司机落下掘进机切割炮头,并将掘进机停电闭锁,然后施工人员在液压前探支架平台上铺好钢筋网,调整好方向,并用10#铁丝简单固定好,确保不滑动。
(3)放好钢筋网后,施工人员后撤至掘进机机后安全位置,司机首先启动掘进机,并操作液压前探梁操作阀将液压前探支架移至迎头,调整好方向,然后缓慢上升使支架接实顶板,顶板不平整时,使用大木仨或板枇等接实顶板板,并打开护帮器,护好迎头。同时操作操作阀,将炮头护罩前伸,加盖好炮头护罩。确保前探梁接实顶板,炮头护罩盖好后,将综掘机停电闭锁。
(4)使好临时支护后,开始施工锚杆压钢筋网进行永久支护。
各临时支护方式对比
吊环式前探梁做临时支护的缺点:
(1)前探梁对空顶区的支护为被动支护,没有初撑力,安全性差。
(2)前探梁与顶板为点或线接触,不能对空顶区进行有效保护。
(3)操作过程复杂,人工移动,劳动强度大,临时支护速度慢、效率低。
(4)操作人员必须进入空顶区架设作业,存在极大的安全隐患。
初喷做临时支护的缺点:
(1)初喷需20分钟后才能达到一定强度进入迎头,顶板空顶时间长,没有安全性差,且耗时较长;
(2)操作过程复杂,需多人进行喷浆作业,劳动强度大,临时支护速度慢、效率低。
(3)喷浆作业工作环境差,粉尘大,不利于职工的身心健康。
机载式液压前探梁的优点:
(1)该装置为主动支撑顶板,可以有效的给顶板施加支撑力,使顶板处于安全支护状态,提高迎头作业安全性。
(2)采用液压原理设计,对巷道适应性好,支护面积大,能有效的对迎头空顶区进行支护。
(3)支架固定在综掘机机身上,可随机进行前移,截割完毕后立即进行支护,缩短空顶时间,提高临时支护效率,加快掘进速度。
(4)对空顶区进行临时支护时,操作人员在安全区域进行操作,避免人员进入空顶区进行临时支护,增加施工人员作业的安全性。
(5)该装置操作简单,大大降低了现场施工人员的劳动强度,减少了现场操作人员数量,提高全员工效。
三、取得的效果
通过使用综掘机加载自动化临时支护设备,可以有效的提高机械化操作水平和掘进效率,减轻职工劳动强度,减少迎头用工数量,符合国家、省对煤炭行业提高科技含量减少井下作业人员的要求。有力地保障了掘进迎头安全生产,促进了煤炭行业健康科学发展。
机载液压临时支护装置与传统临时支护相比,无论是支护时间还是支护人员都大大减少,安全可靠性更强。通过在现场应用三个月的统计,得出效率对比如下:
表1 各临时支护方式支护效率对比表
临时支护方式 支设需用时(分) 需用人员(个) 班进尺(m) 日进尺(m)
吊环式前探梁 40 6 1.3 3.9
初喷做临时支护 30 5 1.5 4.5
机载液压临时支护装置 10 1 2 6
mh620硬岩掘进机机载临时支护装置,针对世界一流掘进机设备开发的一种机载液压式临时支护设备。该机采用液压原理设计,由顶梁架、连接器、主架、支撑油缸、回转油缸等机构组成。动力系统采用mh620硬岩掘进机的液压系统作为动力系统。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。具有支护面积大、初撑力高、操作方便、自动化程度高等特点,较传统临时支护方式更加安全、方便、快速,有效的提高机械化操作水平和掘进效率,减轻职工劳动强度,减少迎头用工数量,符合国家、省对煤炭行业提高科技含量减少井下作业人员的要求。有力地保障了掘进迎头安全生产,促进了煤炭行业健康科学发展。