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[摘 要]介绍煤矿井下炮掘巷道一种主动式临时支护装置，该液压临时支护以单轨吊为载体，放炮后可以自行移至迎头，同时支架可探至迎头实现零空顶化，实现机械化支护作业，同时单轨吊自带吊装功能，实现一机两用，促进工序间合理平行作业，提高进尺效率，并减少装备占用。
[关键词]单轨吊 液压临时支护支架 主动支护 机械化
中图分类号：G302 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0243-01
一、前言
近十年来，我矿半煤岩巷道掘进装备逐年提升，而且顺槽巷道均采用不同的运输模式保证煤矸全部入系统，减少运输环节，一定程度上提升单进水平，但是由于我矿地质条件差，综掘机利用自身液压系统配备机载临时支护支架作临时支护，2013年我矿综掘机单进351.6米/月，普掘单进156.1米/月，综掘单进是普掘的2.3倍，普掘单进速度极低。虽然2009年至2012年普掘试验应用掘进超前支架，但是该支架不但笨重、前移困难，而且升降架对顶板、帮部围岩破坏比较严重，导致巷道成型控制差；而现有的吊环式前探梁作临时支护工艺使用工序繁琐、工时占用时间长，而且临时支护安全系数低，职工劳动强度大，同时严重危及施工人员的自身安全。
二、结构及工作原理
单轨吊液压临时支护分为单轨吊部分和临时支护部分，它是以单轨吊为载体，将支护与其有机地结合在一起；工字钢轨道悬挂在巷道锚杆上，单轨吊采用无线遥控操作，其安装于工字钢轨道上，运输物料时电动葫芦将物料或设备从地面吊起，起动行走电机，电机将动力传递给减速箱，经3级减速后传递到行走齿轮上，行走齿轮与轨道上的齿条相啮合牵引，从而驱动行走机构沿轨道行走，达到运送物料的目的。行至轨道终点时，有终点限位架压下行程开关，电机停止并制动。
临时支护分为液压部分、底盘部、连杆部、以及顶架部。液压部分采用电磁阀全无线遥控操作为各部液压缸提供动力，同时它还起到配重的作用，使支护部分能平衡的连接于单轨吊上。它通过四根螺纹轴将其与支护底盘连接在一起；底盘通过悬挂轴将临时支护与单轨吊连接在一起，连杆部通过四根连杆以及四个连杆座组成两组平面四杆机构将底盘及顶架连接在一起并使得顶架始终平行于水平面运动，其运动源于两根液压油缸的收放；顶架部的作用是支撑巷道顶板，其用液压缸控制的前伸、侧伸可增加顶架的支撑面积，液压支腿在三根液压油缸的控制下，实现折叠以及顶架支撑的收放，以实现对巷道空顶区的预紧支撑。
原理：支护通过小耳板1及悬挂轴2安装于单轨吊上，利用单轨吊的机动性，实现支护的快撤与推进。工作原理如下：放炮结束后，单轨吊开近迎头，进行三个运动的操作
1、支架下垂：遥控电磁阀制阀使油缸4拉动连接于耳板5上的连杆6（四根连杆与四个连杆座之间构成一四杆机构，右侧俩连杆座为固定边，始终垂直于地面），从而使支架框平行于地面下垂，此时工人可往上放置锚网、钢带等。
2、支架上举：操纵控制阀使油缸4推动连接于耳板5上的连杆6从而推举支架框7上举接顶。之后，折叠于支架框下的油缸9推动液压支腿8伸展开来，当液压支腿垂直于地面时，油缸伸出撑地，实现托举锚网支撑顶板的动作。此时支护对顶板的支撑达1.5吨，操作者在其下锚装比较安全。
3、支架收起平放：将动作2反向执行即可完成。这样单轨支护即可后撤，如为炮掘便可打眼放炮。此外，单轨吊支护在不执行支护任务时，可用其进行物质运送，免去工人肩挑人扛之苦，实现了安全、效率及降低工人劳动强度等多方面的多赢。
三、使用步骤：
1、放完炮后，将单轨吊临时支护开到迎头在安全区域内，将顶架梁下落到距地面1.2米左右，打开侧伸和手动翻板，将钢带和锚网放置在顶架梁上，将配重块推移到最左侧，保持平衡。缓慢升起顶架梁，当钢带距离顶板大约100mm时，调整钢带的排距，达到要求后将顶架梁顶紧顶板，对顶板有一定的初撑力。
2、利用钢丝绳扒装机出料，迎头余煤到达顶板约为1.8-2.0米时，进行支护作业，先将临时支护顶架梁上的站腿油缸打开，将站腿外伸垂直与顶板，油缸伸出撑地。
3、进行锚装作业，全部锚杆施工完后，将站腿收回，顶架梁下落，收回侧伸和手动翻板，将整机后退到安全距离。
四、单轨液压临时支护的安全操作
1、司机必须熟悉机器的结构、性能、工作原理，能严格按照设备使用说明书的要求准确、熟练地操作设备，懂得设备的一般维护保养和故障应急处理知识。单轨液压临时支护操作必须由两人进行，一人操作，一人协助，履行监护职责。前后挪移轨道时，必须有牢靠的作业平台和防护设施，保证人员和设备安全。
2、单轨液压临时支护运行前，对运行区间的通风、瓦斯、巷道支护、有无障碍物，进行安全确认，安全环境和运输空间要满足要求、符合相关规定。对悬挂轨道的生根点（锚杆、锚索、U型棚或工字钢棚）和吊挂装置进行全面检查，确保牢固可靠。同时检查轨道及连接点是否完好、齿条磨损是否超过规定，齿条上不得有杂物，防止齿轮啮合出现故障。轨道延设要符合技术要求和质量标准。检查单轨吊轨道两端的阻车装置、限位装置，必须可靠有效，并悬挂醒目的警示牌板，防止机车掉道。
3、设备检查：各操作按钮（无线遥控器）必须齐全、灵敏、可靠；设备零部件要完好无缺，部件磨损不超限；各连接螺栓、销轴齐全紧固，转动部件灵活可靠；电器设备完好，保护装置齐全有效；减速箱、泵站油位符合规定要求；电动葫芦链条不得有打结、掉槽、跳链现象；电缆悬挂整齐完好、电缆量能满足使用要求。设备运行无卡阻现象；支护各油缸运行自如，无停顿卡滞，各液压锁闭锁正常，单轨吊行走前，泵站电机处于关闭状态；顶板前（侧）伸处于收回状态。
4、起吊物料：每次使用单轨吊起吊重物时，在吊离地面100mm左右要停车检查制动情况，确认完好后方可继续工作。
5、运行操作：监护人与司机相互确认各环节符合规定后，发出行车信号，运行机车； 运行期间操作人员要与物件保持适当的安全距离（3～5m为宜）。并注意操作位置，平坡和下坡时站在机车的后侧操作，上坡时站在前侧操作，并时刻注意吊运物件的运行情况，发现异常情况及时停车处理。
6、停机及收尾：支顶结束后，将前伸（侧伸）收回，液压支腿收回折叠，操纵斜撑油缸，放下顶架，使顶架最高点距导轨距底面离不小于50毫米，方可移动单轨吊机车运行至指定位置后，物料缓慢轻放，不允许自由落下。物料下放平稳后，遥控器操作的取下遥控器磁性钥匙，防止误操作；在工作完毕后，机车应停在指定位置，吊钩升起，并切断电源、撤除警戒标志。
五、结语
通过应用单轨吊液压临时支护，实现临时支护由被动向主动的转变；与单轨吊完美结合，解决了设备的占用问题，实现了自由移动支护、吊装运输两不误，降低职工劳动强度；该液压临时支护支架可实现掘进迎头无空顶化，采用无线全遥控器操作，杜绝人员进入空顶区的概率，提高井下作业的安全系数，促进临时支护自动化、机械化、本质安全化，提高劳动效率，促进巷道综合单进的有效提高，实现了快速掘进，缓解矿井生产接续紧张的局面。
作者简介
李善飞（1980.8-），男，本科学历，毕业于山东科技大学采矿工程专业，助理工程师，新汶矿业集团公司翟镇煤矿生产技术部从事掘进技术管理。
[关键词]单轨吊 液压临时支护支架 主动支护 机械化
中图分类号：G302 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0243-01
一、前言
近十年来，我矿半煤岩巷道掘进装备逐年提升，而且顺槽巷道均采用不同的运输模式保证煤矸全部入系统，减少运输环节，一定程度上提升单进水平，但是由于我矿地质条件差，综掘机利用自身液压系统配备机载临时支护支架作临时支护，2013年我矿综掘机单进351.6米/月，普掘单进156.1米/月，综掘单进是普掘的2.3倍，普掘单进速度极低。虽然2009年至2012年普掘试验应用掘进超前支架，但是该支架不但笨重、前移困难，而且升降架对顶板、帮部围岩破坏比较严重，导致巷道成型控制差；而现有的吊环式前探梁作临时支护工艺使用工序繁琐、工时占用时间长，而且临时支护安全系数低，职工劳动强度大，同时严重危及施工人员的自身安全。
二、结构及工作原理
单轨吊液压临时支护分为单轨吊部分和临时支护部分，它是以单轨吊为载体，将支护与其有机地结合在一起；工字钢轨道悬挂在巷道锚杆上，单轨吊采用无线遥控操作，其安装于工字钢轨道上，运输物料时电动葫芦将物料或设备从地面吊起，起动行走电机，电机将动力传递给减速箱，经3级减速后传递到行走齿轮上，行走齿轮与轨道上的齿条相啮合牵引，从而驱动行走机构沿轨道行走，达到运送物料的目的。行至轨道终点时，有终点限位架压下行程开关，电机停止并制动。
临时支护分为液压部分、底盘部、连杆部、以及顶架部。液压部分采用电磁阀全无线遥控操作为各部液压缸提供动力，同时它还起到配重的作用，使支护部分能平衡的连接于单轨吊上。它通过四根螺纹轴将其与支护底盘连接在一起；底盘通过悬挂轴将临时支护与单轨吊连接在一起，连杆部通过四根连杆以及四个连杆座组成两组平面四杆机构将底盘及顶架连接在一起并使得顶架始终平行于水平面运动，其运动源于两根液压油缸的收放；顶架部的作用是支撑巷道顶板，其用液压缸控制的前伸、侧伸可增加顶架的支撑面积，液压支腿在三根液压油缸的控制下，实现折叠以及顶架支撑的收放，以实现对巷道空顶区的预紧支撑。
原理：支护通过小耳板1及悬挂轴2安装于单轨吊上，利用单轨吊的机动性，实现支护的快撤与推进。工作原理如下：放炮结束后，单轨吊开近迎头，进行三个运动的操作
1、支架下垂：遥控电磁阀制阀使油缸4拉动连接于耳板5上的连杆6（四根连杆与四个连杆座之间构成一四杆机构，右侧俩连杆座为固定边，始终垂直于地面），从而使支架框平行于地面下垂，此时工人可往上放置锚网、钢带等。
2、支架上举：操纵控制阀使油缸4推动连接于耳板5上的连杆6从而推举支架框7上举接顶。之后，折叠于支架框下的油缸9推动液压支腿8伸展开来，当液压支腿垂直于地面时，油缸伸出撑地，实现托举锚网支撑顶板的动作。此时支护对顶板的支撑达1.5吨，操作者在其下锚装比较安全。
3、支架收起平放：将动作2反向执行即可完成。这样单轨支护即可后撤，如为炮掘便可打眼放炮。此外，单轨吊支护在不执行支护任务时，可用其进行物质运送，免去工人肩挑人扛之苦，实现了安全、效率及降低工人劳动强度等多方面的多赢。
三、使用步骤：
1、放完炮后，将单轨吊临时支护开到迎头在安全区域内，将顶架梁下落到距地面1.2米左右，打开侧伸和手动翻板，将钢带和锚网放置在顶架梁上，将配重块推移到最左侧，保持平衡。缓慢升起顶架梁，当钢带距离顶板大约100mm时，调整钢带的排距，达到要求后将顶架梁顶紧顶板，对顶板有一定的初撑力。
2、利用钢丝绳扒装机出料，迎头余煤到达顶板约为1.8-2.0米时，进行支护作业，先将临时支护顶架梁上的站腿油缸打开，将站腿外伸垂直与顶板，油缸伸出撑地。
3、进行锚装作业，全部锚杆施工完后，将站腿收回，顶架梁下落，收回侧伸和手动翻板，将整机后退到安全距离。
四、单轨液压临时支护的安全操作
1、司机必须熟悉机器的结构、性能、工作原理，能严格按照设备使用说明书的要求准确、熟练地操作设备，懂得设备的一般维护保养和故障应急处理知识。单轨液压临时支护操作必须由两人进行，一人操作，一人协助，履行监护职责。前后挪移轨道时，必须有牢靠的作业平台和防护设施，保证人员和设备安全。
2、单轨液压临时支护运行前，对运行区间的通风、瓦斯、巷道支护、有无障碍物，进行安全确认，安全环境和运输空间要满足要求、符合相关规定。对悬挂轨道的生根点（锚杆、锚索、U型棚或工字钢棚）和吊挂装置进行全面检查，确保牢固可靠。同时检查轨道及连接点是否完好、齿条磨损是否超过规定，齿条上不得有杂物，防止齿轮啮合出现故障。轨道延设要符合技术要求和质量标准。检查单轨吊轨道两端的阻车装置、限位装置，必须可靠有效，并悬挂醒目的警示牌板，防止机车掉道。
3、设备检查：各操作按钮（无线遥控器）必须齐全、灵敏、可靠；设备零部件要完好无缺，部件磨损不超限；各连接螺栓、销轴齐全紧固，转动部件灵活可靠；电器设备完好，保护装置齐全有效；减速箱、泵站油位符合规定要求；电动葫芦链条不得有打结、掉槽、跳链现象；电缆悬挂整齐完好、电缆量能满足使用要求。设备运行无卡阻现象；支护各油缸运行自如，无停顿卡滞，各液压锁闭锁正常，单轨吊行走前，泵站电机处于关闭状态；顶板前（侧）伸处于收回状态。
4、起吊物料：每次使用单轨吊起吊重物时，在吊离地面100mm左右要停车检查制动情况，确认完好后方可继续工作。
5、运行操作：监护人与司机相互确认各环节符合规定后，发出行车信号，运行机车； 运行期间操作人员要与物件保持适当的安全距离（3～5m为宜）。并注意操作位置，平坡和下坡时站在机车的后侧操作，上坡时站在前侧操作，并时刻注意吊运物件的运行情况，发现异常情况及时停车处理。
6、停机及收尾：支顶结束后，将前伸（侧伸）收回，液压支腿收回折叠，操纵斜撑油缸，放下顶架，使顶架最高点距导轨距底面离不小于50毫米，方可移动单轨吊机车运行至指定位置后，物料缓慢轻放，不允许自由落下。物料下放平稳后，遥控器操作的取下遥控器磁性钥匙，防止误操作；在工作完毕后，机车应停在指定位置，吊钩升起，并切断电源、撤除警戒标志。
五、结语
通过应用单轨吊液压临时支护，实现临时支护由被动向主动的转变；与单轨吊完美结合，解决了设备的占用问题，实现了自由移动支护、吊装运输两不误，降低职工劳动强度；该液压临时支护支架可实现掘进迎头无空顶化，采用无线全遥控器操作，杜绝人员进入空顶区的概率，提高井下作业的安全系数，促进临时支护自动化、机械化、本质安全化，提高劳动效率，促进巷道综合单进的有效提高，实现了快速掘进，缓解矿井生产接续紧张的局面。
作者简介
李善飞（1980.8-），男，本科学历，毕业于山东科技大学采矿工程专业，助理工程师，新汶矿业集团公司翟镇煤矿生产技术部从事掘进技术管理。