回采巷道快速掘进技术研究与应用.doc

回采巷道快速掘进技术研究与应用
杨宗义1付大力2
（1.陕西陕煤黄陵矿业集团公司生产技术部；2.陕西陕煤黄陵矿业集团公司一号煤矿陕西黄陵727307）

摘要：本文介绍了一号煤矿在掘进工作面使用由沈阳天安矿山机械科技有限公司生产的ZJC2X800/21/30型交错式掘进超前支护装置，并针对矿井井下实际情况，对该设备进行了技术改造，提高了掘进过程中的安全性和掘进效率。
关键词：掘进超前支架技术应用

一、超前支护装置使用背景
掘进工作面临时支护的安全问题是长期困扰煤炭生产的技术难题，由于巷道掘进后顶板不能及时得到有效的支护，经常会造成顶板掉矸伤人事故。然而之前我们使用的是综掘机上自带的机载临时支护装置，但临时支护存在如下问题：
1.支护面积小，实现不了全断面支护。在进行锚杆支护和铺网时，人员仍处于空顶区域，存在着一定的安全隐患。
2.该装置结构强度不够，易出现断裂、开焊等情况。
3.存在着劳动强度大、操作复杂、耗时长、对顶板适应性差等弊端。
现在在黄陵一号煤矿井下试验的是该超前支护装置是沈阳天安矿山机械科技有限公司生产的ZJC2×800/21/30型交错式掘进超前支护装置，它在认真总结国内外综掘技术成果，分析研究各种掘进支架特点和使用经验的基础上并结合黄陵一号煤矿现场的使用条件而设计的，于2011年9月初开始在309进风顺槽推广使用。为了能够更好的运用好此套设备，黄陵一号煤矿生产部、机电部组织全体工程技术人员
对超前支架使用进行跟班，现场协助区队处理碰到的问题，并针对超前支架厂家的设计缺陷及结合黄陵一号煤矿现场使用条件进行了技术改造，最终满足现场使用效果。通过我们在技术方面的不断改进，目前掘进超前支架在黄陵一号煤矿已经成熟使用，并且取得了良好的效果，解决了掘进工作面临时支护安全隐患的难题。

二、超前支护装置介绍、布置、使用过程及使用效果
（一）ZJC2×800/21/30型交错式掘进超前支护装置介绍
1.交错式掘进超前支护装置特点
（1）整体框架式结构，总长约7.26米左右。掘进机完全掩护在装置下，便于掘进机作业空间、易于在掘进机机头的巷道有限空间内安装使用。
（2）实现掘进---无支护---临时超前支护---永久性支护的衔接过渡，在一定区域内可实现连续掘进与连续支护作业方式。
（3）永久性支护在装置下方，作业空间大且安全程度高。
（4）装置由液压系统控制能实现自移行走和各种动作。
（5）根据巷道压力情况设计支护强度，确定合理的初撑力，满足支护和移架要求，避免初撑力过大重复支撑对顶板的弊端。
（6）可按实际巷道形状（矩形或异形）及高度，设计符合要求的综掘超前支护装置。
（7）采用优化设计，确定装置的总体参数和主要部件的结构尺寸，并利用计算机模拟实验进行受力分析和强度校核，确保装置的可靠性，提高了使用寿命。
（8）移架步距大，可适用掘进、支护时间和空间的要求。
（9）整体铰接的顺梁具有很好的接顶性，顺梁及时支护掘进后新暴露的顶板。
2.超前支护装置的适用条件
（1）试用巷道掘高范围为2.6～3.3m（标高2.7m），宽度范围为4.4～4.6米。
（2）作用于装置上的顶板压力不能超过1760KN。
（3）适用巷道走向倾角不大于10°，异形巷道顶板倾角大于5°
3.超前支护装置的组成
ZJC2×800/21/30型交错式掘进超前支护装置主要由金属结构和液压元件系统组成。
金属结构有：横梁、顺梁、前梁等组成。
液压元件主要有：立柱、各种千斤顶、液压控制元件（单向阀、安全阀）、液压辅助元件（胶管、弯头、三通等）等。
4.超前支架的主要技术特征
（1）架型：ZJC2×800/21/30型交错式掘进超前支护装置
高度：2.2～3.5m
宽度：4.1,m
初撑力：P=15MPa2×471KN（可调）
工作阻力：P=20.38MPa2×880KN
支护强度：每组0.017MPa
泵站压力：15MPa
操作方式：手动邻架
（2）立柱：8根
型式：单伸缩
缸径：Φ100mm
柱径：Φ80mm
初撑力：P=15MPa117KN（可调）
工作阻力：P=28MPa220KN
行程：1555mm
（3）移架千斤顶：2根
缸径：Φ125mm
杆径：Φ85mm
推力/拉力：P=6MPa184/99KN
行程：1000mm
（4）前梁千斤顶：2根
缸径：Φ80mm
杆径：Φ60mm
推力：P=15MPa75.3KN
拉力：P=15MPa32.9KN
行程：160mm
6.超前支护装置的主要机构及其作用介绍
（1）顺梁：顺梁机构直接与顶板接触，顺梁支撑顶板，是装置的主要承载部件之一。
其作用是：
①直接承受顶板压力。
②为工作巷提供足够的安全控件。
③周期来压时，顺梁接触面积较大，顺梁可有效控制顶板冒落。
（2）横梁：横梁上部与顺梁铰接，下部与立柱