[发明专利]基于双联多组自移迈步式临时支架的综掘巷道快掘工艺

说明书

本发明提出了一种基于双联多组自移迈步式临时支架的综掘巷道快掘工艺，该工艺采用智能化悬臂式掘进机、四钻臂履带钻锚车、双联多组自移迈步式临时支架、转载机和运输机联合完成。其具体实施步骤包括掘进机准备工作、掘进机掘进、临时支护与移架、锚固支护、运输及辅助等工序，掘进作业与移架作业连续作业，并实现了掘进与锚杆支护并行协调作业，且所述的锚固支护作业与掘进作业、临时支护在空间与时间上均无耦合关系可连续进行。加快了煤矿巷道掘进整体速度，提高了综合采煤工作的无人化程度，改善采掘比例失调和采掘衔接不紧密等问题。

技术领域

本发明属于综掘巷道掘支锚协同作业工艺技术，尤其是涉及一种智能化悬臂式掘进机并随四钻臂履带钻锚车、双联多组自移迈步式临时支架配套使用的煤矿井下综掘巷道快速掘进工艺。

背景技术

“富煤、贫油、少气”是我国能源结构的基本特征，在过去以及未来的一段时间内，煤炭仍旧是我国能源最重要的组成部分，并且对煤炭的需求仍将不断增加，这同时要求这煤炭行业要向高产高效和安全生产的方向不断发展。近年来，我国重点煤矿综采程度不断上升，工作面单产量迅速提高，但综掘工作面的发展较为缓慢，且采掘工作面比例(采/掘)近几年一直维持在1∶3左右，煤巷掘进技术仍落后于采煤技术，据统计，一个掘进工作循环中，掘进作业时间占比为17％～34％，支护作业时间占比为50％～66％，巷道支护作业时间占总掘进时间2/3以上，掘进与支护过程过长，而采煤时间占比相应减少，造成了采掘比例失衡，掘进机开机率低下等问题。基于此，我国掘进工作面的发展趋势必然是以提高效率，加快掘进速度为主，实现综掘巷道的快速掘进，加速我国煤炭无害化开采技术创新与工作面的少人化、无人化，逐步实现智能化采煤工作面建设。

当前机械化快速掘进工艺可分为以下三种:①悬臂式掘进机与单体锚杆钻机或机载锚杆钻机配套作业、②连续采煤机与锚杆钻车配套作业线、③掘锚一体化掘锚机组，其中悬臂式掘进机与锚杆钻机配套作业适用范围更广，灵活性更强，有更广阔的研究价值。针对上述问题与需求，该项发明专利以智能化悬臂式掘进机为主体，搭配四钻臂履带钻锚车、双联多组自移迈步式临时支架、转载机及运输机进行作业，形成一套将掘进、临时支护、锚杆支护、运输四大工序结合起来接连并蓄的快速掘进工艺，实现掘进与锚杆支护并行作业，临时支护不间断支护与前移，提高综掘巷道快速掘进的机械化、自动化、智能化，有效保障煤矿安全，改善采掘比失调、采掘衔接不紧密等问题。

发明内容

本发明的主要内容在于提出基于双联多组自移迈步式临时支架的综掘巷道快掘工艺，该种工艺由智能化悬臂式掘进机、四钻臂履带钻锚车、双联多组自移迈步式临时支架、转载机和运输机联合完成，主要工作分别为智能化悬臂式掘进机纠偏定位及掘进、双联多组自移迈步式临时支架进行临时支护与移架、四钻臂履带钻锚车锚固支护、转载机及运输机运输掘进物料，各部分相互关联，提高掘进效率，加快成巷速度，有效解决现有技术中自动化程度低、安全保障不完善等问题。

工艺具体实施步骤如下所示:

(1)掘进机准备工作：实施超前探测，确定自身位置，纠正掘进方向偏差，且该项工作在掘进中与掘进间隙连续进行。

(2)掘进机掘进：进行掏槽、截割煤层作业，向前掘进一个双联自移迈步式临时支架的距离后待机。

(3)临时支护与移架：双联自移迈步式临时支架前架收缩，由前后架共同支护的全支撑态转变为后架支撑，推移千斤顶作用下使前架前移，而后前架展开起支护作用，后架收缩，同样在推移千斤顶作用下前移，移架后展开，自动进行支架的位姿调平与支撑力自适应。支护长度可根据需求来安装多组双联自移迈步式临时支架，本工艺为两组双联自移迈步式临时支架，移架与支撑过程相同，不再赘述；

(4)锚固支护：四钻臂履带钻锚车位于临时支架后，确定位姿与钻锚位置后，在后端的顶部与两帮自主进行钻孔与打锚杆作业。

(5)运输及辅助工作：重复上述步骤，且转载机与运输机不间断运行进行运输，同时保障除尘、降瓦斯系统，供水供电及材料运输等辅助环节正常运转。