1??前言

大興礦現(xiàn)有綜掘工作面9個(gè)，在掘進(jìn)生產(chǎn)過程中，臨時(shí)支護(hù)工藝是必不可少的重要組成部分?，F(xiàn)有臨時(shí)支護(hù)采用別頂桿方式，操作工序繁瑣，用時(shí)較長(zhǎng)，并且受頂板的破碎情況而產(chǎn)生使用局限性。因此研制綜掘機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置，提高采區(qū)開拓巷道的掘進(jìn)速度，就成為急需解決的重要課題。

2 結(jié)構(gòu)特征及工作原理

2.1結(jié)構(gòu)特征

綜掘機(jī)載臨時(shí)支護(hù)仿生機(jī)械手主要由底座、升降千斤頂和伸縮千斤頂組成的二級(jí)液壓裝置、伸縮臂和回轉(zhuǎn)臂組成的180度可旋轉(zhuǎn)加強(qiáng)型機(jī)械手、液壓控制閥、護(hù)頂梁等組成，如圖所示：1-底座 ?2-升降千斤頂 ?3-伸縮千斤頂 ?4-伸縮臂 ?5-回轉(zhuǎn)臂 ?6-護(hù)頂梁 ?7-萬向軸 ??8-限位檔板。

圖1 掘進(jìn)機(jī)機(jī)載支護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)圖

2.2 工作原理

底座是連接綜掘機(jī)與機(jī)載支護(hù)裝置的重要部件，將綜掘機(jī)載臨時(shí)支護(hù)仿生機(jī)械手安裝在綜掘機(jī)截割部上，一端用8個(gè)M24高強(qiáng)螺栓與截割電機(jī)法蘭連接，另一端用2個(gè)φ120mm銷軸與回轉(zhuǎn)臺(tái)插接，保證了裝置的穩(wěn)定。伸縮臂與底座用φ60mm銷軸插接，靠升降千斤頂來實(shí)現(xiàn)升降伸縮臂，將護(hù)頂梁與頂板有效地接觸。伸縮千斤頂保證了護(hù)頂裝置前探距離和安全作業(yè)空間。同時(shí)新改造的萬向軸可使護(hù)頂梁正負(fù)15度傾斜，滿足頂板有坡度不平的實(shí)際應(yīng)用，并且護(hù)頂梁中間采用的鉸接方式，也可以實(shí)現(xiàn)護(hù)頂梁緊密接頂，實(shí)現(xiàn)完全接頂。

兩側(cè)回轉(zhuǎn)臂經(jīng)過改造屬于人工仿生機(jī)械方式，外形如同人體的胳膊；兩側(cè)帶固定銷防止切割巷道時(shí)刮碰人員及兩幫，旋轉(zhuǎn)伸出時(shí)保證支護(hù)裝置可達(dá)到一定的支護(hù)高度，收回時(shí)又能最大限度減小體積。

3?技術(shù)特征

外 形 ?尺 寸　2600*500*240 mm

自 ???????重　1.3T

額定工作壓力　20 MPa

前探支護(hù)距離　2 m

支撐工作阻力 ?150 KN

護(hù)頂梁長(zhǎng)度 ???2.8 m ???

4?機(jī)載支護(hù)安裝和使用

4.1 機(jī)載支護(hù)安裝

將綜掘機(jī)載臨時(shí)支護(hù)仿生機(jī)械手安裝在綜掘機(jī)上，提前將千斤頂、液壓控制閥、高壓膠管等按順序連接，外露部分保護(hù)好，防止高壓膠管爆裂傷人，并將機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置主體與底座組裝好。

安裝方法：

（1）拆除綜掘機(jī)截割部上方護(hù)板。將綜掘機(jī)截割部上方護(hù)板的固定螺絲拆除，拆除護(hù)板；拆除電機(jī)與減速機(jī)上側(cè)連接螺絲。

（2）安裝機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置。利用2臺(tái)起重機(jī)將機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置整體吊到掘進(jìn)機(jī)電機(jī)與減速機(jī)上方，調(diào)整好孔位，安裝好連接螺絲并緊固。用起重機(jī)將截割部吊起，拆除兩側(cè)截割部與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接的連接銷，更換加長(zhǎng)連接銷，將機(jī)載支護(hù)底座、截割部與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接并緊固。

（3）連接油管。先連接操作閥組至伸縮油缸、升降油缸油管；連接完成后，將掘進(jìn)機(jī)主油管卸壓，然后連接主油管與操作閥組。各油管接頭必須用標(biāo)準(zhǔn)U型銷穿好。

（4）試運(yùn)行。試運(yùn)轉(zhuǎn)前檢查好各管路接口，確認(rèn)完好后，將人員撤離至機(jī)載支護(hù)后方，設(shè)好警戒才能試運(yùn)行。

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圖2 仿生機(jī)載支護(hù)裝置整體外形圖

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?圖3 仿生機(jī)載支護(hù)裝置安全手外形圖

4.2 機(jī)載支護(hù)使用

綜掘機(jī)切割完成后，工作面聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)專人將機(jī)載臨時(shí)支護(hù)前端回轉(zhuǎn)臂打開，將2.8米長(zhǎng)護(hù)頂梁方鋼接頭插入回轉(zhuǎn)臂中，用銷子固定好，等待聯(lián)網(wǎng)完成后將工作面人員清理到綜掘機(jī)后方。操作前，將截割頭埋入煤矸中，并按下截割頭閉鎖開關(guān)。啟動(dòng)綜掘機(jī)油泵，打開液壓系統(tǒng)與綜掘機(jī)液壓系統(tǒng)的連接球閥，抬起并伸出臨時(shí)支護(hù)伸縮臂，使機(jī)載支護(hù)伸縮臂伸出到合適距離，使護(hù)頂梁連同金屬網(wǎng)一起接頂并達(dá)到初撐力，完成臨時(shí)護(hù)頂工作。然后開始全斷面錨桿支護(hù)工作，支護(hù)完畢，按相反順序收回各部，使支護(hù)裝置恢復(fù)原態(tài)，繼續(xù)下一循環(huán)生產(chǎn)。

5?在掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用

5.1工作面概況

大興礦北二1205工作面位于北二采區(qū)中部，上鄰10-2煤層，不可采，煤層厚度一般為0.48米，與12煤層間距在57.69～71.76米之間，一般為67.15米；本區(qū)火成巖構(gòu)造不發(fā)育，本工作面5個(gè)地質(zhì)鉆孔均未見火成巖侵入。但南部在掘進(jìn)12煤層3條準(zhǔn)備巷道和北二1203運(yùn)、回順過程中，均有零星火成巖構(gòu)造實(shí)見，以火成巖巖墻為主。工作面煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含夾石2～6層，一般為3層，夾石巖性以粉砂巖和泥巖為主，厚度一般為0.39米左右。

北二1205運(yùn)順掘進(jìn)工作面為矩形斷面，寬5m、高3.5m，掘進(jìn)斷面積17.5m²，使用EBZ200綜掘機(jī)，循環(huán)進(jìn)尺1.6m，頂板采用錨桿+尾繩鋼帶+金屬網(wǎng)+錨索聯(lián)合支護(hù)，兩幫采用錨網(wǎng)支護(hù)。

5.2 工作面機(jī)載操作及支護(hù)平面、剖面示意圖

頂板采用綜掘機(jī)載臨時(shí)支護(hù)仿生機(jī)械手超前護(hù)頂方式進(jìn)行臨時(shí)護(hù)頂：機(jī)載仿生機(jī)械手由綜掘機(jī)司機(jī)操作。機(jī)載臨時(shí)支護(hù)頂梁與頂板接合穩(wěn)固后，將油泵停電，人員方可站在永久支護(hù)下方按鋼帶孔位施工頂錨桿。頂錨桿施工數(shù)量不得少于6根且頂網(wǎng)連接符合規(guī)程規(guī)定方可回收機(jī)載臨時(shí)支護(hù)。在機(jī)載臨時(shí)支護(hù)未完全接頂前，任何人員不得進(jìn)入綜掘機(jī)鏟板前方，操作人員將油泵開關(guān)停電、閉鎖后方可離開操作閥，進(jìn)行其他作業(yè)。

圖4 機(jī)載支護(hù)平、剖圖示意圖

?6 應(yīng)用效果

應(yīng)用綜掘機(jī)臨時(shí)支護(hù)載仿生機(jī)械手，每循環(huán)由使用別頂桿臨時(shí)支護(hù)方式需要4人、平均用時(shí)25分鐘，減少為僅需2人、平均用時(shí)7分鐘，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了掘進(jìn)效率，消除了別頂桿支護(hù)方式存在的安全隱患。

7 ?綜掘機(jī)載臨時(shí)支護(hù)仿生機(jī)械手創(chuàng)新點(diǎn)

（1）仿生機(jī)械手在180度范圍內(nèi)可旋轉(zhuǎn)調(diào)整角度，適用于不同頂板巖性，可滿足直線掘進(jìn)及硐室轉(zhuǎn)變掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)需要。

（2）護(hù)頂梁中間采用鉸接方式，對(duì)不同傾角、不同巷道類型采取橫向調(diào)節(jié)接頂梁，不需二次剎頂便可以實(shí)現(xiàn)護(hù)頂梁完全接頂。

（3）在底座平臺(tái)上安設(shè)安全防護(hù)網(wǎng)，消除了浮塊滑落傷人的安全隱患。

8?結(jié)束語

綜掘機(jī)載臨時(shí)支護(hù)仿生機(jī)械手可應(yīng)用于各種巖性、各種類型巷道、直線掘進(jìn)與硐室轉(zhuǎn)彎，并且滿足于3.2～4米大掘高工作面，提高了掘進(jìn)效率，消除了別頂桿支護(hù)方式存在的安全隱患，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。????????????

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