掘進機臨時支撐機構的優(yōu)化設計

楊春海

摘 要：介紹了掘進機的臨時支撐機構，分析了現(xiàn)有臨時支撐機構在實際應用中存在的問題。通過對臨時支護機構的優(yōu)化，解決了臨時支護支撐穩(wěn)定性等方面的問題，從而提高了井下作業(yè)的安全性。

關鍵詞：掘進機；臨時支撐；輔助支撐；安全隱患

中圖分類號：TD421 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.085

隨著煤炭易采儲量的逐年減少和煤炭平均開采深度的逐年增加，部分礦井的開采深度達到了1 000 m以上。在開采礦井的過程中，礦井的溫度逐漸升高、地壓逐漸增大，進而易出現(xiàn)開采巷道變形、頂板破碎、空頂距離變短等問題。因此，在掘進機開挖巷道后，需要以臨時支撐作為輔助支撐，以保證掘進機工作面輔助作業(yè)的安全進行。

目前，大部分礦井使用單體支柱作業(yè)臨時支撐，起到了一定的保護作用，但也存在一定的缺點——采用單體支柱時，其底部放置于掘進堆積的炭塊物料中，而物料本身的穩(wěn)固性較差，加之頂部多采用1塊枕木單獨支撐，常導致臨時支撐的整體穩(wěn)定性較差，支撐力不強，存在一定的安全風險。因此，應將臨時支撐布置于掘進機截割部頂部，掘進機停止作業(yè)時，臨時支撐暫時縮回，以掘進機為支護的支點，加上臨時支撐油缸等部件的鋼性支撐，可有效支撐掘進工作面的頂部。

我國的機載臨時支撐正處于發(fā)展階段，其在應用中還存在一些問題。因此，本文提出了一種機載臨時支撐的優(yōu)化設計方案。

1 臨時支撐機構的結構及存在的問題

目前，掘進機臨時支撐主要布置于掘進機截割部頂部，即安裝于截割部電機上方或叉形架上方。在此情況下，可利用掘進機截割部銷軸支撐連接部位，如圖1所示。掘進機運行時，臨時支撐機構可縮回至截割部，不影響掘進機的正常截割；掘進機停止運行后，開始輔助支護作業(yè)，臨時支撐在掘進機上部完全打開，主架部上表面支撐于未被支護的巷道，從而保證作業(yè)人員的安全。

在實際應用中發(fā)現(xiàn)，由于巷道具有拱形、梯形、矩形等不同的形狀，加之掘進機的截割面不平整，導致臨時支撐上部的剛性支架無法與巷道頂部完全貼合，甚至只接觸到幾個點，因此，在掘進過程中存在一些支護盲點；整套臨時支撐縮回后，會影響司機的視線；臨時支撐的結構復雜、管路繁多，加之操作難度較大，因此，需從結構上對其進行優(yōu)化設計。

2 臨時支撐機構的優(yōu)化設計方案

根據(jù)原有臨時支撐存在的問題，優(yōu)化設計方案的主要內(nèi)容分為以下2方面：①簡化臨時支撐結構，縮小臨時支撐的體積，從而使司機的事野更加寬廣，降低操作的難度；②在臨時支撐

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與頂板接觸的部位采用可塑性設計，從而有效增大支撐面積。優(yōu)化后的掘進機臨時支撐機構如圖2所示。

1—支撐平臺；2—伸縮臂； 1—基座；2—伸縮臂；3—支撐油缸；

3—支撐油缸；4—支撐部 4—伸縮油缸；5—支撐部

圖1 掘進機臨時支撐機構 圖2 優(yōu)化后的掘進機臨時支撐機構

該機構主要用于鉆機運行時的臨時頂板支撐，主要由基座、伸縮臂、支撐部、支撐油缸、伸縮油缸和銷軸等組成。該機構的結構比較簡單，伸縮油缸已優(yōu)化為二級伸縮油缸，配合升降油缸可一次性地將支撐平臺推到較遠的位置，且只需要2片閥即可完成相應動作；體積較小，基本不影響司機的視線；頂部支撐板采用活動連接，可隨巷道形狀的變化而調(diào)整角度，從而提升支護的穩(wěn)定性。

3 使用效果

優(yōu)化后的掘進機臨時支撐機構在平煤八礦隨掘進機進行了井下工業(yè)性試驗，整機完成截割后可立即進入臨時支護狀態(tài)，具有支護平穩(wěn)、操作簡單、不需要經(jīng)常移動單體臨時支撐的特點，從而減輕了工人的勞動強度。

4 結束語

臨時支撐為工人的井下作業(yè)提供了安全保障，在安全要求日益嚴格的煤礦生產(chǎn)中起到了重要的作用。本文提出了臨時支撐機構的優(yōu)化設計方案，以期提高臨時支撐的可操作性、實用性和多樣性。