综掘工作面锚杆支护临时支架设计分析.doc

综掘工作面锚杆支护临时支架设计分析 1 综掘锚杆支护临时支架设计思路 煤巷综合机械化掘进中，掘进机割煤和巷道顶板支护之间的矛盾一直未能很好解决，巷道支护占用时间长就必然影响掘进机的开机率，尤其是巷道采用锚杆支护后，这个矛盾更为突出。国内外对此进行了大量的研究，如奥钢联ABM20等类型的采掘锚机组，将掘进割煤与锚杆支护集于一体，从而达到割煤与支护平行作业，缩短了支护时间，并做到了锚杆及时支护，有效地解决了掘进机割煤和锚杆支护的矛盾。 我国曾在掘进机机载锚杆打眼安装机的研制方面做了有益的尝试。完成锚杆支护机械化可能有多种途径，机载锚杆钻机是其方式之一，但与掘进机密切相关，互相约束，互相影响，实现难度大。总之，到目前为止，我国还没有找到解决锚杆支护与掘进机割煤这一矛盾切实可行的办法，使锚杆支护技术的推广受到很大影响。因此，设计和研制一种能自成体系，不与掘进机发生空间干涉，在安全条件下实现钻、装、锚工序的临时支护设备是十分必要的。 2 综掘锚杆支护临时支架设计原则 根据掘进机的性能和巷道支护的工艺特点，该临时支架的设计应遵循以下原则 1由于掘进头空间小，而且设备多，临时支架要与掘进机有良好的配套性； 2临时支架的适应性要强，导向装置是关键部件，设计时要给予重视； 3能满足锚杆的打眼和安装； 4自成体系，快速自移，具有临时支护和铺网功能； 5临时支架的长度不宜太长，一般为4～6 m，支架初撑力和工作阻力不宜太大，尽可能减少对顶板的反复支撑； 6结构简单，重量轻，操作方便，工作安全可靠。 3 综掘锚杆支护临时支架结构 根据以上分析，我们设计了一种综掘锚杆支护临时支架，如图1所示。 图1 1支撑框架①；2钻机；3机架；4支撑框架②； 5导向架；6支撑框架③；7横梁；8支撑框架④ 该临时支架主要由机架和锚杆打眼安装机组成。机架采用2组4个支撑框架支撑框架①、④为一组，支撑框架②、③为一组，通过4根导向梁把两组机架连在一起，导向梁既起各架联接作用又起支架自移的导向作用。每个支撑框架由架箱与横梁组成一个“门”形结构，在左右架箱上下各有两个支撑油缸，伸缩上下两个支撑油缸，可适应顶底板的变化。在第一架横梁上布置有铺网装置，通过两个小油缸把网片挑起，起到临时支护作用，使工人可在安全条件下作业。推移千斤顶两铰接点分别布置在支撑框架①、②上，通过推移千斤顶使支架前进。其工作原理是在一组支撑的情况下，另一组提腿落架前移。 锚杆打眼安装机吊挂在第二架的横梁上，它主要由执行机构和调整机构组成。执行机构具有钻孔和锚杆安装功能，提供足够的转矩和推进力，调整机构用于对钻机进行全面的调整，保证不同方位钻孔的需要。 该临时支架结构特点 1大部分油缸为标准油缸，可降低成本，保证质量； 2上下支撑油缸安装在用钢板焊成的箱型结构中，油缸受力均匀，箱型结构强度高，刚性好，提高了整机的稳定性； 3导向梁，横梁均采用型钢，不需再加工； 4临时支架制造工艺简单，技术要求不高，液压系统简单实用，大部分采用标准件； 5锚杆打眼安装机采用成熟技术，保证了该临时支架研制的可行性和可靠性。 该临时支架主要技术参数如下 巷道高度／m 岩石抗压强度／MPa 巷道断面形状 钻孔速度／mm.min－1 成孔形式 钻孔直径／mm 泵站压力／MPa 移动步距／mm 拉架力／kN 推架力／kN 配套掘进机型 支架重量／t 2.8～3.2 ＜80 矩形 500～1 000 二次成孔每次1 m 32 10 800、1 000 240.1 278.5 AM-50 5 4 综掘锚杆支护临时支架性能特点 1该临时支架起临时支护和托载锚杆打眼安装机具的作用，保证锚杆支护的打眼、安装和铺网工作能安全顺利地进行。该临时支架是在完成锚杆支护的巷道中行走的。这就是该临时支架与超前支护系统的主要区别，也是该临时支架的最大特点。 2锚杆打眼安装机悬挂在第二架横梁上，可前后左右自移。这样可节约作业时间，减轻工人劳动强度，达到快速钻孔，同时解决了打斜孔的问题。 3具有临时支护和铺网功能。掘进工作面的临时支护一直是困扰煤矿管理人员的老大难问题，临时支护不合理是造成冒顶的主要原因之一。该临时支架支护系统结构简单，安全可靠，为现场管理人员和施工人员提供了安全保障。 4临时支架自成体系，具有快速自移的功能。其行走机构采用4根导向梁结构，2组支撑框架通过导向梁互为导向，依靠布置在支撑框架①、②上的推移油缸提供动力实现前移。 5可完成多道作业工序，省去了人工移动钻机，用煤电钻搅拌药卷，人工拧螺母等，减轻了工人劳动强度，改善了工人的作业环境，保证了锚杆施工质量，提高了综掘速度。 5 综掘锚杆支护临时支架应用前景 巷道锚杆支护是我国“九五”规划中煤炭科技攻关的重点项目之一，综掘锚杆支护在其中占有重要位置，是今后巷道锚杆支护技术的发展方向。根据我国国情，设计和研制综掘锚杆支护临时支架可有效地解决掘进工作面锚杆支护问题，杜绝空顶作业造成的伤亡事故，减轻工人劳动强度，为综掘创造一个良好的作业环境。在提高综掘锚杆支护速度的同时，还能保证锚杆支护质量，实现钻装锚一体化，以便推进我国煤矿综掘机械化的进一步提高。