综掘机前探梁支护技术及应用成果

目前我矿综掘巷道掘进时，临时支护方式一般采用4～6跟长短不一φ≦120mm戴帽木点柱，以及采用多条前探梁（钢管或9#工字钢）沿巷道方向悬挂于顶板处前探空顶区，防止顶板冒顶造成人身伤害事故。这两种前探梁支护缺陷为：支撑力不够，且被动受力，安全可靠性差，不能对空顶区顶板进行支撑力度保护，操作过程复杂，工人劳动强度大等。

为提升我矿综掘巷道掘进效率，提高综掘机械化程度，实现快速、安全的掘进工艺。我矿于2009年6月为综掘巷道EBZ160悬臂式纵轴掘进机配置了ZLJ-10/21机载临时支护装置，采用机载临时支护装置，对空顶区实现安全、可靠、快速的支护工艺，大大提高了掘进生产的安全性，生产效率大幅提高，具有极大的经济效益和社会效益。

1.1 参数

1、平均无故障（不升井维修）的工作时间不小于3000 h；

2、适用巷道宽度≥2.3m～4.2 m ；

3、支护超出截割头距离1～1.8m，展开3.1m;

4、系统压力：16Mpa

5、额定初撑力1t

6、支护范围2.0m（长）×2.1 m（宽）,展开：3.4 m（长）× 3.4 m（宽）

7、折叠后高度100～300mm

8、顶架可倾斜≤20°，上展：45°

9、展开时间：70s

10、整机重量：0.96t

11、临时支护与综掘机共用一泵站，无需另加动力装置；

12、临时支护不超出综掘机的有效外限尺寸；

13、模块化设计，方便运输和井下安装。

1.2工作原理

ZLJ-10/21机载临时支护装置工作时，用综掘机的原站供油，打开两位三通操作阀连通至支护的油路，关闭综掘机的油路，把顶架前伸出、侧架展开，把支护的钢带和钢网放在顶梁架上，被磁铁吸好，向前推动支护主架和顶梁架液压控制手柄，液压油经溢流阀到操作阀，供经分流集流阀分流，进入双向锁，双向锁打开进入油缸，这时，主架和顶梁架有拆合状态慢慢平稳打开，操控到所需要的角度和位置再升主架，升到巷道上顶板，把钢带和钢网压紧在巷道顶板上，人员

就可以在支护下安全的打眼、安装锚杆了。锚+网作业完毕后，先把主架下降到最低位置，再折合主架和顶梁架，合拢顶梁架趴伏于综掘机上为止，把两位三通阀手柄推向的油路，支护油路关闭，支护控制阀不再工作，综掘机进行下一工作循环。

1.3 操作技术

1、综掘机正常掘进工作时，该机载临时支护装置折叠收缩于综掘机切割部减速箱背部。当综掘机掘进进尺达到两个锚杆排距时，停止掘进，将综掘机退回两个锚杆排距，停止在巷道中线上。

2、将切割头落地，操纵机载临时支护装置控制阀，使折叠架体、折叠架顺利翻转至切割头上方空顶区（可人工打开折叠左、右架体，增大支护面积）。

3、采用锚+梁支护方式对巷道两帮进行永久支护。

4、综掘机停电闭锁，使用锚杆钻机透过液压临时支护机对顶板进行永久支护。

5、操纵液压临时支护机的控制阀，折叠架回收，使折叠架放平支撑于顶板上。

6、进入下一个掘进循环。

1.4 特点

1、全液压控制操作，机械化程度高，支护快捷，安全可靠。

2、实现了综掘机与临时支护有机结合，增加综掘机的综合功能，缩短了支护时间，由人工支设前探梁支护6人30min完成的工作量，用机载支护只需要70s，大大的减少了支护时间，提高了巷道掘进效

率。

3、综掘机掘进作业时将临时支护折叠收缩至掘进机截割盖板上面，最大程度缩小外限尺寸，不干扰综掘机截割、装载作业及司机的操作视线。

4、操作简单，大大减轻了工人劳动强度，减少了现场操作人员数量，提高了工效。

5、采用油缸对顶板施加一定的初撑力，达到主动受力、主动支撑，使顶板处于安全支护状态；

6、综掘机与支护工作互锁，确保整机的操作安全性；

7、采用整体顶架设计与顶板面接触，支护面积大，能有效地对空顶区进行支护；

8、前支撑部位属伸缩式、两侧支撑部位属折叠式，防止切割巷道时支护碰顶板碰侧邦，伸出时保证支护装置可达到一定的支护高度及支护面积;缩回时减小了体积。

9、对空顶区支护时，操作人员在安全区操作，避免了人员进入空顶区，增加了安全性；

10、顶板架部分为框架结构且设有强磁铁，其结构与锚杆的间距、排距相吻合，方便锚杆、钢带和锚网的固定；

11、结构件用高强材料、强度高、承受力大、体积小、使用寿命长；

12、装卸、维修、维护方便；

13、机载临时支护具有前后左右伸缩折叠、支撑面积调整、高低

调整、可调倾斜角度功能，支护时可以适应各种巷道。

1．5结论

利用综掘机液压系统的稳定性和停开机的闭锁装置，研制“悬臂式托梁器”作前探临时支护技术，采用综掘机机载临时支护装置配合综掘机形成自动支撑临时支护等技术，既缩短了空顶时间，又减轻了职工的劳动强度，更加安全、可靠，有效地起到了对顶板进行预应力支撑作用，避免了空顶作业，缩短了循环作业时间。从2009年6月公司为EBZ160悬臂式纵轴掘进机配置ZLJ-10/21机载临时支护装置以来，公司综掘工作面未发生过顶板安全事故，且掘进单进水平、掘进工效等主要生产技术指标均得到大幅度提高。不仅解决了复杂地质条件下综掘巷道临时支护复杂及安全性差的难题，也提高了综合月进尺。锚杆支护时工人有安全保障，减少冒顶事故发生，其社会效益是十分显著。