综掘机载快速支护装置开发研制

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1、综掘机载快速支护装置开发应用摘要：针对煤矿开拓掘进使用临时前探梁支护存在诸多弊端，开发研制了一种机载快速支护装置。文章介绍了机载快速支护装置的设计思路、工作原理、结构特点、技术参数及井下使用效果。关键词：开拓掘进；综掘；空顶区；安全性；支护；机载；快速支护装置；1.前言川煤集团从二十世纪九十年代应用锚杆支护技术以来，较好地解决了以往金属梁支护劳动强度大、支护强度低、巷道变形大等弊端。在加快井巷掘进速度、提高顶板支护效果、降低工人劳动强度和减少支护材料消耗等方面取得了较好的效果，目前煤巷锚杆支护率已达70%以上。综掘机的使用

2、使得巷道掘进速度有了较大幅度的提高，平均月进尺在250m左右，但目前存在着掘锚机具不匹配，掘锚工艺不协调，形成掘进快，支护慢的状况，造成开拓掘进滞后于采煤的不利局面，满足不了建设高产高效矿井的条件。其空顶区采用多条前探梁（钢管或方钢）沿巷道方向悬挂在顶板上探至空顶区，对顶板起到支护作用，防止顶板冒落造成人身伤害事故。这种支护有下列缺点：（1）前探梁对空顶区的支护没有初撑力，安全可靠性差。（2）前探梁与顶板为点接触，不能对空顶区进行有效保护。（3）操作过程复杂，其移动靠手工作业，支护速度慢。（4）人员必须进入到空顶区进行作业

3、，存在极大的安全隐患。（5）钢材、木材耗量多，工人劳动强度大。为了解决目前煤矿开拓掘进时使用临时前探梁存在的弊端，对空顶区进行安全、可靠、快速支护。使掘、支、锚达到平衡作业，提高综掘机械化程度，实现快速、安全掘进、快速支护的目的，芙蓉嘉业公司开发研制5了一种与综掘机配套使用的ZLJ-20/21型机载快速支护装置（如图1），使用效果很好。(图1)机载快速支护装置与掘进机装配外形图2.机载快速支护装置结构及工作原理机载快速支护装置是一种用于开拓空顶区进行临时快速支护的一种辅助装置，安装在综掘机上并与掘进机一起配套使用。主要由顶

4、梁、翻转梁、翻转油缸、升降油缸、支撑油缸、液控阀、操纵阀组及液压管路等部分等组成。其中翻转梁、翻转油缸、升降油缸对称布置于掘进机切割部两侧,与之铰接的顶梁、当掘进机工作时回收匍匐于掘进机切割部上部（图2）。翻转油缸尾部铰耳安装在掘进机切割部后铰轴上,翻转梁铰耳安装在切割部前铰轴上，即利用掘进机切割部的销轴作为主油缸及翻转梁的支点，为油缸和机构提供提供支承点，把由平面连杆组合机构形成的两段折叠部件，（图2）机载快速支护装置收回状态有机的联系起来，确保整个机构按照规定的轨迹运动5。操纵阀组安装在司机台，当掘进机完成掘进作业需要

5、对顶板空顶区进行快速支护时，手动操作操纵阀组，利用掘进机液压油驱动油缸推动连杆机构展开，完成翻展支护动作，使顶梁贴紧顶板起到支撑作用。当顶梁受到的压力超过溢流阀调定压力时，溢流阀卸压，保护机构不被压坏。3.机载快速支护装置设计技术关键（1）采用油缸驱动的方式，把由平面连杆组合机构形成的两段折叠部件，与掘进机有机的联系起来，使之顺畅的完成翻展支护动作。（2）掘进机与支护装置的结构部件在运动和作业时相互间不发生干涉，结构优化，结构与性能协调性好，操作和维修方便。（3）支护装置机械化程度高，操作方便，支护快捷，安全可靠，适应倾斜

6、顶板，同时便于井下安装。（4）液压系统设计全部采用一级油缸驱动，收拢后各油缸行程正好到底，各油缸液压控制阀附装在每个油缸外而免除了集中阀组和不安全的软管连接。4．机载快速支护装置主要结构特点（1）支护装置采用配装在掘进机的上部，不需对掘进机进行大的改造，不影响掘进机的运动、截割和装载作业功能。（2）顶梁采用整体框架结构，结构简单，强度高，经久耐用，更加适合现场使用。（3）直接利用综掘机锚杆泵作为液压动力源，液压系统简单，同时设置了液压锁、安全阀，保证了系统的安全性。（4）升降油缸采用独创的套筒式油缸，并采取倒装方式（正在申

7、请国家专利）。（5）特殊的翻转伸缩梁结构、防尘碴及清扫装置，实用性强。5（6）支护装置工作时，全部打开，掩护位置到位，掩护面积大。5.主要技术参数ZLJ-20/21型机载快速支护装置的主要技术参数如下表：基本性能参数单位数据备注额定工作压力MPa21额定供液压力MPa16额定初撑力KN8额定工作阻力KN20溢流阀调定压力MPa25、15、6护顶面积(长X宽)M2.2×1.8巷道顶部横向坡度度±18配接掘进机后最大支护高度m4.5配接掘进机后最小支护高度m2.5配套掘进机型号EBZ-160悬臂式掘进机适应巷道断面矩形、梯形6

8、.机载快速支护装置使用情况从2010年12月起，嘉业公司开发的ZLJ-20/21型机载快速支护装置在芙蓉公司杉木树煤矿试用，取得了较好的效果。（1）支护装置安装在综掘机顶部，随综掘机一起推进，掘进结束后即可对空顶区进行快速有效支护，缩短了支护时间，提高了开机率，提高了开拓掘进速度。（2）支护装置对顶板施