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巷道综掘无退机作业支护方法

作者:网络来源:网络 浏览次数: 日期:2013-12-30 09:26

        一种巷道综掘无退机作业支护方法,解决了传统巷道综掘退机支护作业安全可靠性差,操作过程复杂等问题,包括与综掘机进行配套作业实现对巷道综掘作业新暴露顶板的临时支护以及利用巷道掘进交错式支护装置对迎头处进行金属网、钢带铺设的支护作业,利用移动式锚杆机支护平台对综掘机后部的巷道区域进行顶板和两帮打锚杆的永久支护作业,运用桥式皮带转载机和带式输送机将综掘机截割下的煤运出作业,其工艺设计合理,支护和移动稳定,杜绝掘进巷道空顶作业,安全可靠,改变掘一步一退机、频繁交替作业工序的传统作业方式,使得综掘机能够在不进行向后退机的情况下连续地掘进。实现掘进和永久支护机械化并行作业,显著提升掘进机开机率和掘进效率。
        目前,井下巷道的掘进作业是矿山开采,尤其是煤矿的井工开采中所有其他开采作业的先决条件,但回采工作面产量大幅增加,伴随大量的巷道消耗,掘进跟不上回采需要的矛盾在许多矿区越来越突出。巷道掘进率低,与掘进的支护方式等有着密切的关系。
        传统的掘进与永久支护的工艺步骤大致为:综掘机割煤出煤一敲帮问顶一临时支护一刷帮清理一永久支护,即综掘机掘进一个步距,停机并向后退机,进行临时支护,作业人员到迎头铺网,在完成打钢带和打锚杆等永久支护后,综掘机拉动相关设备前移。然后,按上述步骤继续进行掘进下一个步距、停机、退机、永久支护等的循环作业。综掘机截割完成后,大部分时间是人工在停机情况进行架棚、铺网、安设钻机、打锚杆等支护作业,且无论掘进巷道围岩条件如何,一次掘进进尺都不能过大,否则会面临片帮、冒顶事故威胁。因此,现有掘进退机作业的方式效率很低,安全性差,使得综掘机的优势无法发挥。其根本原因就是现有的巷道综掘支护方式,需要频繁地交换掘进作业工种、重复地搬运各作业装置,并缺少能够掩护综掘机正常掘进、对掘进暴露的巷道顶板进行有效临时支护的安全设备以及配合快速掘进的永久支护设备。巷道的掘进已经成为许多煤矿企业的生产瓶颈,所以,研究能够有效限制和防止围岩变性破坏、解决掘进巷道临时支护问题、为永久支护作业提供安全、便捷的作业环境的综掘支护工艺,对于提高巷道掘进的质量和效率具有重要意义。
        综掘支护工艺步骤主要包括临时支护和永久支护。现有的综掘临时支护,除临时点柱外,主要包括采用前探梁临时支护、支柱加托梁式临时支护和综掘机机载临时支护等几种方式。上述几种临时支护方式,实际上仍然是依靠人工进行支护和前送,无法从根本上解决空顶作业及支护效率低等问题。近几年,随着综掘机的发展出现的综掘机机载式临时支护,则是利用综掘机的机身做支点,在掘进一个步距停机后,对掘进刚暴露的顶板进行临时性支护。但实践证明这种方式的支护范围和强度十分有限,不能有效地解决掘进中的安全支护问题。永久支护主要是采用预应力锚固高强锚杆锚索组合支护系统的方式对掘进巷道进行顶板支护和两帮支护。本申请人曾针对传统的巷道综掘支护工艺手段落后,需要频繁地交换掘进作业工种、重复地搬运作业装置,并缺少能够掩护综掘机正常掘进、对掘进刚暴露的巷道顶板进行有效临时支护安全设备的状况,设计出公布号为CN102654060A的“巷道掘进交错式支护装置”。其采用由主梁架与辅梁架以及液压立柱构成的分组框架交错式支护结构,辅梁架的侧部设置辅助打锚杆装置,主梁架的前端与进行铺网工作的前梁组件铰接,并利用铰接在主梁架与前梁组件之间的前梁液压缸驱动前梁组件绕主梁架前端的铰接轴的轴线转动,主梁架与辅梁架之间铰接的移架液压缸分别交错驱动主梁架或辅梁架同步移动。因此,该巷道掘进交错式支护装置的结构设计合理,支护和移动稳定,在巷道掘进过程中互为支撑,通过移架液压缸相互推拉行走,并保证在主、辅梁架的移动过程中有一组框架始终处于接顶状态,实现连续的对顶板的支撑支护;显著提高巷道顶板的支护质量,消除了传统掘进工作面工人直接在暴露的顶板下高危作业的风险。
        但是,在实际应用中,由于现有巷道退机掘进作业还存在不能够有效限制和防止围岩变性破坏、仍然无法从根本上解决掘进巷道临时支护问题、不能为永久支护作业提供安全便捷作业环境的综掘支护方法,掘进退机作业效率低,已经成为制约很多煤矿企业生产的瓶颈。由此可见,充分利用上述“巷道掘进交错式支护装置”与综掘机配合作业,满足更好的现场临时支护、永久支护的巷道综掘无退机作业,实现机械化的及时支护,对于提高综掘效率具有重要意义。

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