耿志新

（晋能控股煤业集团挖金湾虎龙沟煤业有限公司， 山西 朔州 038000）

引言

晋能控股煤业集团虎龙沟煤矿工作面在掘进过程中，主要采用掘进机机载设备和锚杆钻车机载式临时支护对巷道进行临时支护作业。从当前的应用效果来看，井下工人劳动强度大，支护效率低，掘进速度慢，同时还伴随着冒落、掉矸等安全事故的发生，进而造成采掘衔接失衡。

1 临时支护方式存在问题分析

虎龙沟煤矿井下掘进巷道断面形式主要有矩形断面、梯形断面和直墙拱形断面。掘进巷道主要采用锚杆+W 钢带+锚索+金属网联合支护方式，保障井下巷道围岩的开采安全。主要有两种临时支护方式：第一种，采用掘进机机载临时支护装置，采用MQT-130/3.8 型煤矿用气动锚杆钻机施工固定锚杆（索）；第二种，采用锚杆钻车机载式临时支护，采用ZLJ-10/21 机载临时支护装置施工固定锚杆（索）。从多年的实践结果可知，以上两种综掘工作面临时支护方式都存在着问题。

第一种临时支护方式存在的问题：MQT-130/3.8型气动锚杆与锚杆钻车无法配套使用，支护效率低，工序复杂，操作人员劳动强度大，单进低；整个顶板没有实现全部支护，常出现有空顶作业情况，安全隐患大；影响拖移皮带机尾等作业工序，施工效率差，掘进速度慢。

第二种临时支护方式存在的问题：综掘工作面临时支护架为一种单梁式超前支护装置，支护强度比较低，常出现有空顶作业的情况发生，安全隐患大；支护时需要采用人工对金属网进行铺设作业，劳动强度大，工作效率不高，锚杆钻车移动时，对铺设金属网的工作人员存在严重的安全问题，常发生安全事故，影响掘进效率。

虎龙沟煤矿为了提高综掘综工作面巷道的掘进效率，在分析了该矿以往两种临时支护方式问题的基础上，提出了一种新型的快速掘进临时支护装置，该快速掘进临时支护装置可以有效缓解掘进工作面迎头支护的压力，实现掘进工作面迎头区域快速超前支护，使掘进工作面的顶、帮能有效、及时支护，满足巷道的临时支护要求。

2 快速掘进临时支护装置的分析

2.1 临时支护装置的设计

设计的新型快速掘进临时支护装置如图1 所示，该快速掘进临时支护装置主要包括迎头护壁、挑梁、侧护壁、顺梁、横梁、推移千斤顶、立柱等部件组成。其中迎头护壁的作用是对迎头煤墙进行临时支护，防止顶板冒顶和迎头煤墙片帮伤人；顺梁由两段铰接而成，同时增设主、副顺梁形成主副架，主顺梁和副顺梁通过推移油缸互为支点进而可以实现快速前移；侧护壁的作用是对未进行支护区段实现临时护帮[1-2]。

图1 新型快速掘进临时支护装置图

该新型快速掘进临时支护装置主顺梁、副顺梁两者交错支撑的结构设计，可以互为支点进行快速前移，有效解决了巷道超前支护区段需要进行不间断支护的要求。另外该快速临时支护装置可以和煤矿的掘进机和锚杆钻车进行配套使用，加快巷道支护和掘进效率。

2.2 临时支护装置工作方式

掘进机割煤前进3 m→掘进机退后9 m→降下支架迎头挑梁→铺设金属网并固定→升起挑梁→降下主顺梁，推移油缸伸出，前移主顺梁1 个排距，主顺梁接顶→降下辅顺梁，推移油缸收回，前移辅顺梁1 个排距，辅顺梁接顶→重复上述流程两次[3-4]。

2.3 临时支护装置配套设备

该快速临时支护装置配套方案如图2 所示，配套尾部转载机为6 节，配套总长度为16.63 m；配套皮带机尾承载部为6 节。

图2 新型临时支护装置配套方案图

3 工业性试验

3.1 工程概况

晋能控股煤业集团虎龙沟煤矿位于山西省怀仁县鹅毛口镇，矿区面积为12.2079 km2，可采储量9345.4 万t，设计生产能力120 万t/年。虎龙沟煤矿81511 工作面位于该矿东盘区，工作面标高为1059～1074 m，走向长度1215 m，倾斜长度183 m，面积222345 m2，倾角3°～5°。工作面主要设备配套情况：ZF13000/25/38 型综放液压支架106 架；MG6501630-WD 型双滚筒采煤机 1 台；SGZ-800/800 型中双链刮板输送机 1 台；SZZ-1200/525 型转载机1 台；PCM-525 齿辊破碎机破碎机1 台；BRW-630/37.5 乳化液泵4 台；BPW-315/16 型喷雾泵3 台[5]。

3.2 临时支护装置应用效果分析

虎龙沟煤矿81511 工作面运输巷净宽为4900 mm，净高为2950 mm，净面积为14.455 m2，如图3所示。

图3 巷道断面图（单位：mm）

针对81511 工作面运输巷的条件和地质情况，将快速掘进临时支护装置应用于综掘工作面的机械化临时支护。工业性试验期间，该快速掘进临时支护装置对巷道的支护满足了综掘工作面平均日进尺的要求，实现了安全、快捷、稳定的目标。81511 工作面运输巷平均日进尺达到了18 m 的要求。

4 结语

针对虎龙沟煤矿在掘进工作面临时支护应用中存在的问题，设计了一种新型的快速掘进临时支护装置。该装置在81511 工作面运输巷进行了工业性试验，支护效果理想，有效解决了综掘工作面的临时支护问题，81511 工作面运输巷顶板稳定。81511 工作面运输巷平均日进尺达到了18 m，实现了巷道快速掘进的目标，为企业创造了较好的经济效益。