B090307掘进工作面迎头滑移式超前掩护装置设计及应用.docVIP

掘进工作面迎头滑移式超前掩护装置设计及应用 谭江江 叶成林 【徐州矿务集团有限公司，江苏 徐州 221006】 摘 要 介绍了掘进工作面迎头滑移式超前掩护装置设计的方案、材质选择、参数和加工工艺。通过滑移式超前掩护装置工业性试验，对滑移式超前掩护装置性能进行了分析。试验结果表明，滑移式超前掩护装置适应性强、操作方便、加工简单，能够对巷道顶板进行全面封闭，避免迎头人员空顶作业。 关键词 滑移式 超前 掩护装置 ----------------------------------------------------------------------- 前 言 锚杆支护是巷道支护发展方向。在掘进工作面迎头，临时支护问题未能得到有效地解决。在顶板完整的煤层巷道，临时支护的重点是防止碎石脱落，伤及施工人员。此类巷道现在普遍采用的临时支护方式为前探梁组合和可伸缩液压安全点柱（图1为现在较普遍使用的可调节前探梁装置），现场操作难度大、护顶面积小等缺点。滑移式超前掩护装置有加工简单、操作方便的优势，对顶板完整的煤层巷道能起到临时护顶的效果。 1-顶板固定弹簧；2-液压千斤顶； 3-连接弹簧螺栓；4-固定铁环；5-可转向扁铁 图1 可调节前探梁装置结构示意图 1 滑移式超前掩护装置的设计 1.1 设计方案 针对现有临时支护装置存在的弊端，重点对滑移式超前掩护装置适应性条件及安全进行分析。装置设计以提高掘进施工安全和质量为目标，以操作简单、使用方便、结构合理为原则，解决井下顶板完整围岩的锚杆巷道的临时支护问题。 滑移式超前掩护装置设计时，在保证足够强度的前提下，采用轻质材料制作滑移式超前掩护装置；设计采用帮顶锚杆作固定滑移式超前掩护装置；将装置的掩护面积足够满足空顶区的面积；能够满足锚杆快速安装工艺。 1.2 结 构 滑移式超前掩护装置由滑移机构和护顶机构两部分组成。滑移机构包括滑动导轨、可移动跑道固定装置。护顶机构分两块，由护顶梁、护顶网棚、滑移导杆、连接管及固定销组成。滑移式超前掩护装置结构如图2～3所示。 图2 滑移式超前掩护装置（俯视）结构示意图 图3 滑移式超前掩护装置（侧视）结构示意图 1.3 材料及技术要求 滑移导轨用3″无缝钢管制作，长4.5m开口；可移动跑道固定装置为用宽80mm的扁铁制成的U型卡栏；滑移导杆使用2″加厚钢管，长4m；护顶装置顶梁为1″的加厚钢管，长度根据掘进工作面巷道宽度确定；护网用1/2″分钢管和边长50mm角铁焊制而成，护网长度与巷道循环进尺相匹配。 用刨床在3″无缝钢管上开槽，作为滑移导轨，滑移导轨要求平直光滑；滑移导杆与护顶梁焊接时，护顶梁必须插入钻好孔的滑移导杆内再焊接，以增加焊点强度；护网与护梁之间必须满焊；滑动导杆的固定卡栏需制作一个固定式和1～2个移动式，便于适应锚杆排距变化，且上下钻2～3个固定孔，便于适应锚杆间距变化。根据煤层倾角，滑移导杆与护网梁之间角度相应变化。 2 滑移式超前掩护装置的应用 掘进工作面迎头滑移式超前掩护装置在夹河矿9445掘进工作面工业性试验后，对于现场出现的问题进行改进，又在7444材料道和2442外施工道进行了试验。在试验过程中不断总结经验，让操作更简便，让工作人员更熟练操作，从而达到在最短时间安设掩护装置，提高了掘进工作面的单进水平的目的。 自掘进工作面迎头滑移式超前掩护装置使用后，该装置表现出了很高的安全性、适应性、灵活性和稳定性，受到施工人员的一致好评。 目前，掘进工作面迎头滑移式超前掩护装置能够取代吊环撅顶道在掘进迎头空顶区域进行临时支护，能够适应巷道顶板赁肩倾角及巷道倾角变化。 3 使用要求及应用效果分析 ① 滑移式超前掩护装置较传统的吊环式前探梁配合安全点柱的临时支护更安全，护顶装置能够对巷道顶板进行全面封闭，避免迎头人员空顶作业。 ② 滑移式超前掩护装置适应性强，尤其适合于平巷及下山巷道。 ③ 操作方便，减少了吊环式前探梁的反复拆卸，提高劳动效率。 ④ 该装置加工简单，能适应不同断面的巷道掘进施工。 第一作者简介 谭江江 男，1965年出生。现任徐州矿务集团有限公司生产技术部副部长，高级工程师。 （收稿日期：2009-06-01；责任编辑：黄 翔）