CN107882503A - 一种连掘工作面锚杆锚索支护工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连掘工作面锚杆锚索支护工艺，以四臂顶锚杆钻车为前车，六臂帮锚杆顶锚索钻车为后车，两台车前后排列平行作业；四臂顶锚杆钻车的四台锚杆钻机朝向顶板；六臂帮锚杆顶锚索钻车前部布置四台钻机，左右各两台，上下水平布置，各自朝向巷道两侧煤帮；六臂帮锚杆顶锚索钻车后部布置两台钻机，左右各一台，均垂直朝向顶板；前部左右呈上下水平布置的钻机中的上部钻机可向上旋转90°呈垂直状态朝向顶板，与后部安装的两个钻机组成一组顶锚索钻机组。本发明在新研发的六臂帮锚杆顶锚索钻车的基础上，通过前、后车平行作业的“二车N步”法支护工艺，实现了顶锚杆、帮锚杆、顶锚索三项工序的一次性机械化支护。

Description

一种连掘工作面锚杆锚索支护工艺

技术领域

本发明属于煤矿巷道支护设备制造和应用领域，具体地，涉及一种连采机双巷掘进工作面锚杆锚索支护工艺。

背景技术

目前我国煤矿巷道主要支护形式为锚杆、锚索支护；顶锚杆已实现机械化支护，主要有两臂或四臂锚杆钻车；整个连采机掘进工作面巷道的帮锚杆、顶锚索支护仍处于半机械化作业状态。

帮锚杆及顶锚索支护主要存在如下问题：(1)帮锚杆支护需要分为左帮、右帮两次打孔支护，占用人工较多；(2)帮锚杆支护需搭脚手架在巷道高处作业，劳动强度大，安全隐患多；(3)顶锚索支护一般采用非防爆农用车，车载单臂钻机进行打孔支护，同样存在劳动强度大，安全隐患多的问题；(4)由于顶锚杆、帮锚杆、顶锚索三项支护工序需要分阶段断续完成，因此，对于地质条件较差的连掘工作面帮锚杆、顶锚索难于得到及时支护，常有煤帮片帮，顶板冒顶等事故发生。

由此可见，上述现有的连掘工作面锚杆锚索支护，在设备及方法上显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种用人少、支护效率高、安全有保障的的新的全机械化的连掘工作面锚杆锚索支护工艺,成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明为连采机双巷掘进工作面提供一种用人少、支护效率高、安全有保障的全机械化的锚杆锚索支护工艺。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种连掘工作面锚杆锚索支护工艺，以四臂顶锚杆钻车为前车，六臂帮锚杆顶锚索钻车为后车，两台车前后排列平行作业；所述四臂顶锚杆钻车的四台锚杆钻机朝向顶板；所述六臂帮锚杆顶锚索钻车前部布置四台钻机，左右各两台，上下水平布置，各自朝向巷道两侧煤帮；所述六臂帮锚杆顶锚索钻车后部布置两台钻机，左右各一台，均垂直朝向顶板；所述前部左右呈上下水平布置的钻机中的上部钻机可向上旋转90°呈垂直状态朝向顶板，与后部安装的两个垂直朝向顶板的钻机组成一组顶锚索钻机组。

进一步地，采用两车N步法，两车的步长相同，所述N为大于3的正整数；所述前车每走一步完成一排顶锚杆支护任务，后车每走一步完成左右两帮帮锚杆的支护任务；且后车还需行走至第3步及第3+4n步时再向前行走0.5步，完成顶锚索的支护，所述n取0或正整数，且3+4n＜N。

进一步地，N步为一个循环，一个循环的支护作业完成后前、后车与另一巷的连续采煤机交换位置，进入另一已掘好巷道进行下一个锚杆锚索支护循环作业。

进一步地，采用“二车八步”法；前车的行走顺序为1步、2步、3步、4步、5步、6步、7步、8步，完成8排顶锚杆的支护任务；而后车的行走顺序为1步、2步、3步、3.5步、4步、5步、6步、7步、7.5步、8步；后车除需完成8排的帮锚杆支护任务外，还需行走至第3步及第7步时再向前行走0.5步，完成1.5排、3.5排、5.5排、7.7排共8根顶锚索的补强支护。

进一步地，每走一步，所述前车的四台锚杆钻机可同时工作完成四个顶锚杆的支护；或每走一步，分两次进行支护，四台锚杆钻机先同时工作完成四个顶锚杆的支护，然后，两侧的锚杆钻机通过伸缩装置各向外拉伸，再完成靠近煤帮的两个顶锚杆支护，共完成一排6个顶锚杆的支护。

进一步地，所述后车前部的四台钻机，工作时根据帮锚杆间距可偏转一定角度进行帮锚杆支护，每走一步，四台锚杆钻机同时工作可一次性完成左右两帮一排共4根帮锚杆的支护任务；或每走一步，四台锚杆钻机分两次进行支护，共完成一排6～8根、每帮3～4根帮锚杆的支护任务。

进一步地，所述后车后部安装的顶锚索钻机也具有上下旋转功能，旋转成水平状态时可进行帮锚杆支护。

进一步地，所述前车的钻机为锚杆锚索两用钻机，前车可帮助后车进行顶锚索的支护。

通过采用上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

1、本发明涉及的六臂帮锚杆顶锚索钻车，使连掘巷道的锚杆锚索支护由半机械化作业变为全机械化作业，为“二车N步”法支护工艺提供了基础装备，通过前、后车平行作业的“二车N步”法支护工艺，实现了顶锚杆、帮锚杆、顶锚索三项工序的一次性机械化支护。

2、用工人数大幅减少：目前现行的断续完成二帮锚杆支护工作，所需人员分别为每帮3人，锚索支护所需3人，三个作业点共需9人；而新研发的六臂帮锚杆顶锚索钻车仅需3人操作，减少人数三分之二。

3、支护效率大幅提高：本发明涉及的六臂帮锚杆顶锚索进行帮锚杆及顶锚索支护时，四个钻臂同时工作，支护效率与人工手持单臂煤电钻作业比较支护效率提高50％以上。

4、安全进一步得到保障：帮锚杆支护无需搭脚手架在巷道高处作业；顶锚索支护无需采用非防爆农用车车载单臂钻机进行打孔支护；对于地质条件较差的连掘工作面帮锚杆、顶锚索得到及时支护，将避免煤帮片帮，顶板冒顶等事故的发生。

附图说明

为了能更清楚了解本发明的技术手段，结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为现有连掘工作面施工工艺，图1a为四臂顶锚杆钻车1在右侧巷道进行顶锚杆支护，连采机3在左侧巷道掘进；图1b为设备进入另一循环后交换位置继续进行各自工作；

图2为本发明连掘工作面施工工艺；图2a为四臂顶锚杆钻车1、六臂帮锚杆顶锚索钻车2在右侧巷道进行顶锚杆、帮锚杆、顶锚索支护，连采机3在左侧巷道掘进；图2b为设备进入另一循环后交换位置继续进行各自工作；

图3为本发明所涉及的四臂顶锚杆钻车(前车)主视图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明所涉及的六臂帮锚杆顶锚索钻车(后车)帮锚杆支护状态主视图；

图6为图的俯视图；

图7为本发明所涉及的六臂帮锚杆顶锚索钻车(后车)顶锚索支护状态主视图；

图8为本发明所涉及的四臂顶锚杆钻车(前车)顶锚杆支护布局图；

图9为本发明所涉及的六臂帮锚杆顶锚索钻车(后车)帮锚杆(a、c)、顶锚索布局图(b)；

图中：1—四臂顶锚杆钻车；2—六臂帮锚杆顶锚索钻车；3—连采机(连续采煤机)；4—梭车；5—给料破碎机；6—皮带运输机；7—铲车；8—已支护好的帮锚杆；9—顶锚杆钻机；10—上部钻机；11—下部钻机；12—顶锚索钻机。

具体实施方式

如图1所示，连掘工作面现有施工工艺所用设备由四臂顶锚杆钻车1、连采机3、梭车4、给料破碎机5、皮带运输机6、铲车7组成；图1a为四臂顶锚杆钻车1在右侧巷道进行顶锚杆支护，连采机3在左侧巷道进行掘进；图1b为四臂顶锚杆钻车1与连采机3交换位置后继续完成各自工作；如图2所示，本发明所涉及的一种连掘工作面锚杆锚索支护工艺，是在现有施工工艺所用设备基础上增加了六臂帮锚杆顶锚索钻车2而形成的一种新型支护工艺；本发明的新型支护工艺与连掘工作面连采机3、梭车4等设备配套使用，将会使连掘工作面掘进效率大幅提高。

如图2所示，两台不同功能的钻车呈前后排列，四臂顶锚杆钻车1为前车，主要进行顶锚杆支护；六臂帮锚杆顶锚索钻车2为后车，主要进行帮锚杆与顶锚索支护；前、后车平行作业。

如图3、4所示，所述前车(四臂顶锚杆钻车1)的四台顶锚杆钻机9呈“一”字形布置，钻臂朝向顶板；四台顶锚杆钻机9可同时工作，完成四个顶锚杆的支护，也可以分两次进行支护，即四台顶锚杆钻机9先同时工作完成四个顶锚杆的支护，然后，两侧的顶锚杆钻机通9过伸缩装置各向外拉伸，再完成靠近煤帮的两个顶锚杆支护，共完成一排6根顶锚杆的支护任务。

如图5、6所示，所述后车前部布置四台钻机，左右各两个呈上下水平布置(上部钻机10、下部钻机11)，各自朝向巷道两侧煤帮；四台钻机同时工作可一次性完成左右两帮一排共4根(每帮2根)帮锚杆的支护任务；所述后车前部的四台钻机，工作时根据帮锚杆间距可偏转一定角度进行帮锚杆支护，四台锚杆钻机也可分两次进行支护，共完成一排6～8根、每帮3～4根帮锚杆的支护任务。

如图5、6、7所示，所述后车(六臂帮锚杆顶锚索钻车2)呈上下水平布置钻机中的上部钻机10可向上旋转90°呈垂直状态朝向顶板，与后部安装的另外两个垂直朝向顶板的顶锚索钻机12组成一组顶锚索钻机组，可一次性完成2排共4根锚索的支护任务，安装于后车后部的顶锚索钻机12也可转向水平位置进行帮锚杆支护。

如图2a所示，所述的前车与后车相互配合每行进一步，各自完成一排顶锚杆和帮锚杆支护任务；前车、后车走完八步则完成8排(约八米)顶锚杆与帮锚杆的支护任务，八米为一个作业循环。

如图2b所示，上述完成一个作业循环后，前车、后车与连采机3交换位置继续进行各自的工作。

如图8所示，所述前车的行走顺序为1步、2步、3步…8步；而后车的行走顺序为1步、2步、3步、3.5步、4步、5步、6步、7步、7.5步、8步；后车需行走至第3步及第7步时再向前行走0.5步，完成1.5排、3.5排、5.5排、7.7排共8根顶锚索的补强支护。

如图8、9所示，上述前车、后车支护工艺统称为“二车八步”法支护工艺，可实现了顶锚杆、帮锚杆、顶锚索三项工序的一次性完成。

如图8、9所示，所述的“二车八步”法支护工艺，不限于前后车行走八步为一个锚杆、锚索支护循环，根据巷道顶板的稳定情况，也可采用“二车N步”法支护工艺。

如图2、3、4所示，所述的前车除具有顶锚杆支护功能外，还具有顶锚索支护功能，当后车由于地质条件要求支护的帮锚杆数量较多时，后车的工作量要大于前车工作量，此时，前车可帮助后车进行顶锚索的支护，以保证前、后车在接近100％时间内平行作业。

本发明在新研发的六臂帮锚杆顶锚索钻车的基础上，通过前、后车平行作业的“二车N步”法支护工艺，实现了顶锚杆、帮锚杆、顶锚索三项工序的一次性机械化支护，特别是实现了帮锚杆与顶锚索的及时支护，消除了煤帮片帮及顶板塌落等不安全因素的发生。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种连掘工作面锚杆锚索支护工艺，其特征在于，以四臂顶锚杆钻车为前车，六臂帮锚杆顶锚索钻车为后车，两台车前后排列平行作业；

所述四臂顶锚杆钻车的四台锚杆钻机朝向顶板；

所述六臂帮锚杆顶锚索钻车前部布置四台钻机，左右各两台，上下水平布置，各自朝向巷道两侧煤帮；

所述六臂帮锚杆顶锚索钻车后部布置两台钻机，左右各一台，均垂直朝向顶板；所述前部左右呈上下水平布置的钻机中的上部钻机可向上旋转90°呈垂直状态朝向顶板，与后部安装的两个垂直朝向顶板的钻机组成一组顶锚索钻机组。

2.根据权利要求1所述的连掘工作面锚杆锚索支护工艺，其特征在于，采用两车N步法，两车的步长相同，所述N为大于3的正整数；

所述前车每走一步完成一排顶锚杆支护任务，后车每走一步完成左右两帮帮锚杆的支护任务；且后车还需行走至第3步及第3+4n步时再向前行走0.5步，完成顶锚索的支护，所述n取0或正整数，且3+4n＜N。

3.根据权利要求2所述的连掘工作面锚杆锚索支护工艺，其特征在于，N步为一个循环，一个循环的支护作业完成后前、后车与另一巷的连续采煤机交换位置，进入另一已掘好巷道进行下一个锚杆锚索支护循环作业。

4.根据权利要求2或3所述的连掘工作面锚杆锚索支护工艺，其特征在于，采用“二车八步”法；前车的行走顺序为1步、2步、3步、4步、5步、6步、7步、8步，完成8排顶锚杆的支护任务；而后车的行走顺序为1步、2步、3步、3.5步、4步、5步、6步、7步、7.5步、8步；后车除需完成8排的帮锚杆支护任务外，还需行走至第3步及第7步时再向前行走0.5步，完成1.5排、3.5排、5.5排、7.7排共8根顶锚索的补强支护。

5.根据权利要求2或3所述的连掘工作面锚杆锚索支护工艺，其特征在于，每走一步，所述前车的四台锚杆钻机可同时工作完成四个顶锚杆的支护；或每走一步，分两次进行支护，四台锚杆钻机先同时工作完成四个顶锚杆的支护，然后，两侧的锚杆钻机通过伸缩装置各向外拉伸，再完成靠近煤帮的两个顶锚杆支护，共完成一排6个顶锚杆的支护。

6.根据权利要求2或3所述的连掘工作面锚杆锚索支护工艺，其特征在于，所述后车前部的四台钻机，工作时根据帮锚杆间距可偏转一定角度进行帮锚杆支护，每走一步，四台锚杆钻机同时工作可一次性完成左右两帮一排共4根帮锚杆的支护任务；或每走一步，四台锚杆钻机分两次进行支护，共完成一排6～8根、每帮3～4根帮锚杆的支护任务。

7.根据权利要求1所述的连掘工作面锚杆锚索支护工艺，其特征在于，所述后车后部安装的顶锚索钻机也具有上下旋转功能，旋转成水平状态时可进行帮锚杆支护。

8.根据权利要求1所述的连掘工作面锚杆锚索支护工艺，其特征在于，所述前车的钻机为锚杆锚索两用钻机，前车可帮助后车进行顶锚索的支护。