【摘要】本文以潘二煤矿12224上顺槽锚网支护巷道掘进工作面为背景，结合单体水压支柱临时支护存在支护强度低、支护面积小、操作不便及安全系数低等缺点。通过对比分析引进天河科技研发的机载临时支护装置，该装置具有选位合理、结构简便、对掘进机的改造量小、不干扰掘进机的正常截割作业功能。进而优化了支护工艺，降低了劳动作业强度，缩短了工序时间，提高了掘进效率和安全系数。实现了综掘临时支护的机械化，缩短了工序时间，为综掘巷道的安全高效掘进和施工安全提供了条件。
引言
随着矿井年产量的逐年攀升，潘二矿对快速掘进的要求越来越迫切，生产实践存在掘进速度慢、劳动组织繁冗、安全系数低等一系列问题，与煤临时支护施工工艺密切相关。潘二矿煤巷锚网支护巷道掘进一般采用煤巷掘进机组及配套的单体风动锚杆钻机进行掘进、支护施工，而单体风动锚杆钻机在施工锚杆、锚索前，采用单体水压支柱作为临时支护，但这种临时支护存在支护强度低、支护面积小、操作不方便、安全系数低等缺点，严重影响煤巷掘进效率，并且存在着较大的安全隐患。因此，引进天河科技研发的机载临时支护装置，安装在掘进机悬臂上，对于优化支护工艺，降低劳动作业强度，提高掘进效率和安全系数等技术经济指标具有重要意义。
1临时支护现状
目前我国推行锚杆支护的综掘巷道，由于巷道围岩多为中等稳定和不稳定状况，顶板较破碎，支护形式为多种联合支护。因巷道断面小，在综掘施工巷道中支护机具大多配备风动单体锚杆钻机，钻进效能低、占用辅助时间长，由于掘锚速度慢，为避免空顶时间长引起顶板沉降和变形均采用临时支护。
潘二煤矿现阶段岩巷锚喷支护巷道单巷掘进施工时，一般采用EBZ220H型和EBZ260H型岩巷掘进机组相配套的MQT-85J-33型单体风动锚杆钻机进行掘进、支护施工。掘进工作面普遍使用的临时支护方式为：前探梁+背木临时支护和轻型单体水压支柱+π型横梁临时支护2种方式，前一种形式支护为被动支护，没有初撑力，操作人员有进入空顶区架设作业的可能，存在安全隐患，安全性差，操作过程复杂，人工移动，用人多，劳动强度大，临时支护速度慢、效率低。第二种形式则支护速度慢，导致空顶时间长，顶板易发生沉降和变形，对水压要求较高，普遍性不高，而且工人扛运单体水压支柱劳动强度大，操作人员必需有一段空顶作业时间，存在较大的安全隐患。
2机载临时支护装置的引进
2014年5月，潘二煤矿在西二12224上顺槽综掘工作面安装使用了一套机载临时支护装置。这套装置由山东天河科技股份有限公司生产，安装在EBZ-160型掘进机上，代替原有的前探梁和单体水压支柱临时支护。在满足临时支护的同时也可以托起锚网和钢带或槽钢，实现了机械化支护作业，成功地解决了以往临时支护期间空顶作业难题。
机载临时支护装置主要结构：顶架、主架、折叠油缸、升降油缸、支撑油缸、平衡阀、二位三通阀、分流集流阀、多路换向阀及其配套液压管路组成。多路换向阀安装在司机台，平衡阀安装在各自油缸体上。
3机载临时支护装置的工作原理
机载临时支护装置工作时，由原掘进机的液压泵站供油，推动多路换向阀使液压油通过分流集流阀进入平衡阀和支撑油缸、折叠油缸，使顶架打开升起。推动升降油缸使主架升高，通过三组油缸的协调操作使顶架、主架调整到所需要的高度、角度，升到巷道上顶板，把钢带和钢网压紧在巷道顶板上，并达到所需的支撑力后停止。关闭临时支护装置动力源。此时，施工人员进入掘进工作面在临时支护装置的掩护下进行锚杆支护作业。
4机载临时支护装置的技术参数
1）适用巷道高度2m～4.2m；
2）支护最大宽度3.6m；
3）最大支撑力1.5t；
4）支护面积3.24m2～9m2；
5）支护超出截割头0.9m～2.2m；
6）顶架横向倾斜角-200～+200前后倾斜角300；
7）系统压力18Mpa；
8）整机重量约1t。
5具体操作工序如下：
1）掘进机完成截割作业后，将截割头放下。先检查支护装置各部位零部件及管路是否完好，再操作二位三通阀使液压油切换到支护装置的油路；
2）掘进机停电闭锁，工作面敲帮问顶后，把钢筋网或金属网、钢带放在临时支护顶架上绑紧，除两名支护工及司机外其他人员撤出，并设置警戒（要求掘进机司机在操作位置，两名支护工站立于平台的永久支护下）；
3）掘进机送电，启动油泵升临时支护装置，司机根据副司机指挥调整角度及高度，若网片搭接不合适，司机停油泵，停电，副司机进行处理，再次送电，升起临时支护接顶并达一定支撑力，停电闭锁；
4）支护人员进入到临时支护下方进行永久支护，永久支护结束后人员撤出并设置警戒，送电收回临时支护装置，支护作业完成后，推动二位三通阀切换到掘进机掘进所需的油路，继续进行掘进作业。
6机载临时支护装置的特点及优越性
机载临时支护在掘进机截割够一个循环（2米）后停机并进行敲帮问顶，把钢筋网或金属网、钢带放在临时支护顶架上绑紧，启动掘进机油泵升起临时支护到未支护的空顶下，达到额定初撑力；在有临时支护的顶板下逐排进行锚杆、锚索永久支护施工。
相较于传统临时支护方式，机载临时支护装置具有如下优越性：
1）进一步优化了煤巷掘进施工工艺，提高了临时支护的安全性和可靠性；
2）掘进循环进尺由原来的1.8米增加到2.7米，提高了掘进效率和单进水平；
3）采用液压机械支护，避免了工人进入空顶区作业的危险；
4）超前支护方式由原来的被动支护变为主动支护，支护能力达到1.5T；
5）支护装置可根据顶板倾斜程度适当调节伸缩油缸，以适应不同条件下的顶板状况，确保超前支护紧贴顶板；
6）该系统通过控制阀控制各部件的动作，从根本上改变了传统的临时支护方式，能够随掘进机行走，动力由掘进机提供；
7）操作简单，操作阀组少，管路少，便于维护；
8）支护面积大，支护强度高，给工人创造了安全的作业环境，大大提高了掘进工作面安全性。
7结论
通过对比分析和井下实践证明，潘二煤矿复杂的地质条件和顶板状况下，采用该装置可以实现机械化临时支护。对工作面空顶区可实现快速支护，并且相对传统方式可实现主动支撑顶板，彻底解决了掘进工作面锚杆支护时部分时间空顶作业问题，消除了空顶作业的安全隐患，杜绝了因空顶作业造成的工伤事故。
在提高综掘掘进速度的同时，还能保障锚杆支护的安全性，进一步提高了潘二煤矿综掘机械化水平。
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