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交错式掘进超前支护装置安全互锁液控的设计与应用

文档作者：王文胜袁侯晓飞袁马隽袁王璟耀文档来源：渊潞安环能股份公司常村煤矿		点击数：	更新时间： 2025年10月03日
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上一篇：掘进巷道过顶板破碎区安全支护优化

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引言
随着我国工业化进程不断推进袁煤层赋存条件
单一的煤层已经逐步开采完成袁我国煤层的开采重
点已经逐步向着赋存条件较为复杂的煤层进行转
移遥由于受到工程扰动的影响袁对巷道顶板如果不进
行及时的支护将会造成冒顶等事故的发生[1-2]袁所以
需要对掘进工作面前端进行超前支护袁以保障掘进
工作的正常运行遥在使用掘进工作面交错式掘进超
前支护装置时[3-4]袁由于超前支护装置的安全互锁不
能有效互锁而造成安全隐患袁因此结合实例袁对装置
进行优化设计遥
1 ZJC2伊880/27/40型支护装置应用中存在的问题
目前袁煤矿井下掘进工作面交错式超前支护装
置渊也有称为野交错迈步自移式超前支护装置冶袁以下
简称支护装置冤的广泛应用袁实现了掘进过程从无支
护到临时支护尧再到永久支护的工艺改进遥潞安环能
公司常村煤矿试用的ZJC2×880/27/40 型支护装
置袁类同于其他型号的支护装置袁采用四梁分前后两
组框架渊以下简称支架冤交错式结构袁在连接油缸的
作用下相互推拉移动遥在移架过程中袁其中一组渊以
下称为A 组冤始终处于接顶渊初撑或承载冤状态袁另
一组渊以下称为B 组冤的支撑体渊立柱冤悬浮后移动袁
随着掘进机向前掘进前移袁及时支护掘进巷道暴露
的顶板遥掘进机和作业人员始终保证在超前支架下
作业袁提高了支护质量袁有效地保证了作业人员和设
备的安全袁提升了工作面的支护装备水平袁但实际使
用过程中还存在着不足之处袁安全上仍然存在较大
的隐患遥
在操作A 组支架时袁保证整套支架稳定性的B
组支架袁其支撑力是关键因素,一但出现B 组支架受
力不达要求的情况袁整套支架就会出现倒架袁导致安
全事故发生遥原设计中袁针对两组支架袁在液压控制
原理上有互锁装置院要求操作A 组支架时B 组支架
不能操作或者操作B 组支架时A 组支架不能操作遥
从表面上看袁该互锁装置所起的作用是保证一组支
架移动时袁另一组支架的液压管路关闭袁不能升降和
移动袁确保支架在接顶状态下安全稳定尧支护有效袁
不倾斜或倾倒袁不会造成大面积顶板失去支撑尧支架
损坏尧砸伤人员尧降低掘进效率等事故发生袁但事实
上袁一方面由于支架的操作是人为的袁保障支架的初
撑力存在不确定因素袁另外一方面由于支架的立柱
及液压管件很难避免出现漏液现象袁也存在不能保
障支架始终处于初撑力或受阻状态袁但要达到支护
要求的初撑力状态袁采取安装仪表等措施进行判
断袁仅靠人为控制还存在很大的安全隐患袁不是理
想方案遥
2 优化措施
针对支架安全互锁原理存在的问题袁可以在液
压回路中利用一组支架初撑力液体的压力信号控制
另外一组支架的液压控制回路来解决袁也就是只有
在保证其中一组支架达到甚至超过初撑力后袁才允
许操作另外一组支架袁否则操作无效遥
改进后两组支架对应立柱安全互锁原理简图如
下页图1 所示遥
改进后的两组支架安全互锁液压控制袁是在改
进前的液压控制原理基础上袁每根立柱的控制新增
了液控双向锁渊以下简称双向锁冤尧可调单向阀渊以下
简称单向阀冤和管路三种主要液压元件袁双向锁和单
向阀配合实现安全互锁袁单向阀调定单向导通压力
数就是支架确定的初撑力的压力数袁只有支架达到
初撑力标准后袁连接A 组渊或B 组冤支架的立柱后腔
和B 组渊或A 组冤支架单向阀的管路中的液体压力
交错式掘进超前支护装置安全互锁液控的设计与应用
王文胜袁侯晓飞袁马隽袁王璟耀
渊潞安环能股份公司常村煤矿袁山西长治046102冤
摘要院为解决交错式掘进超前支护装置在应用过程中安全互锁不能有效互锁造成的安全隐患袁进一步对互
锁不能有效互锁和液压控制原理进行了分析袁并提出了改进方案遥此设计将单向阀和液控双向锁原理应用在
安全互锁液压控制中袁不仅消除了安全隐患袁而且实现了有效支护的自动监测和控制袁提升了装备的安全性能
和自动化水平袁为矿井安全开采提供了保障遥
关键词院交错式掘进超前支护装置安全互锁液控技术
中图分类号院TD 353 文献标识码院A 文章编号院1003-773X渊2020冤12-0045-02
收稿日期院2020-08-07
第一作者简介院王文胜渊1969要冤袁男袁山西平顺人袁高级技师尧
工程师袁后续机电专业本科袁从事煤矿机电设备管理和维修工
作袁取得国家发明和实用专利26项遥
D O I:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2020.12.020
总第212 期
2020 年第12 期
机械管理开发
M ECH ANICAL M ANA GEM ENT A ND DEV ELO PM ENT
Total 212
No.12袁2020
设计理论与方法
机械管理开发 第 35 卷
jxglkfbjb@ 126.com
才可使B 组渊或A 组冤单向阀导通袁使B 组渊或A 组冤
双向锁打开袁接通连接立柱前腔和双向锁的管路渊在
初次升架时该管路先临时接通袁待支架升起达到初
撑力后袁管路再接入双向锁中冤袁方可操作B 组渊或A
组冤支架降落遥
3 应用效果
该项改进技术在潞安环能公司常村煤矿北3-5
掘进工作面应用后袁取得了如下效果院
1冤不仅保证了支护质量袁还保证了必须有任何一
组支架达到初撑力后允许另外一组支架操作降落遥
2冤避免了在支护装置不稳定尧支护无效的情况
下操作而导致的支护装置倾倒尧顶板失去支护尧伤人
等安全事故遥
3冤实现了对有效支护的自动监测和控制袁在装
备上提升了安全性能和自动化水平遥
参考文献
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2020袁39渊5冤院181-185.
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区稳定性分析中的应用[J]. 化工矿物与加工袁2016袁45渊1冤院
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[J].煤矿机械袁2019袁40渊4冤院46-48.
[4] 许文亮.交错迈步自移式掘进超前支护装置研制[J].能源与节
能袁2017渊6冤院150-151曰153.
渊编辑院王慧芳冤
1要三位四通阀曰2要液控双向锁曰3要A 组支架1 号立柱渊油
缸冤曰4要新增液控双向锁曰5要新增可调卸载阀曰6要新增液压
管路曰7要B 组支架1 号立柱渊油缸冤
图1 改进后两组支架对应立柱安全互锁原理简图
Design and Application of Safety Interlocking Liquid Control for
Staggered Tunneling Advance Support Device
Wang Wensheng, Hou Xiaofei, Ma Jun, Wang Jingyao
渊Changcun Coal Mine of Lu爷an Huanneng Co., Ltd., Changzhi Shanxi 046102冤
Abstract: In order to solve the hidden danger caused by the safety interlocking which can not be effectively
interlocked in the application ofstaggered tunneling advance support device,the principle of interlocking can not be
effectively interlocked and hydraulic control is further analyzed, and the im provem ent schem e is put forward. This
design applies the principle ofone-way valve and liquid-controlled two-way lock to the safety interlocking hydraulic
control,which notonly elim inates the hidden danger ofsafety,butalso realizes the autom atic m onitoring and controlof
effective support,and im proves the safety perform ance and autom ation levelin the equipm ent.Itprovides guarantee for
m ine safety m ining.
Key words: staggered tunneling advance supportdevice;safety interlock;hydraulic controltechnology
1
2 2
3
4
5
6
7 4
1
参考文献
[1] 左海建袁李玉星.煤矿井下斜巷常闭联锁防跑车及跑车防护装
置设计与应用[J].价值工程袁2014渊3冤院58-59.
渊编辑院赵婧冤
A Brief Discussion on the Design of the Protection Device of the
Roadster in Coal Underground Slanting Lane
Zhai Zhengkai
渊Taiyuan Design Research Institute for Coal Industry, Taiyuan Shanxi 030001冤
Abstract: Based on the underground conditions of orchid Baisheng m ine, the anti-sports car device in the auxiliary
inclined shaftofthe m ine is arranged,and 10 sets ofsports car protective devices are installed in the whole auxiliary
inclined shaft. This m ethod is also suitable for the layout of other inclined roadway sports car protective devices in
orderto provide reference forpeers.
Key words: sports carprotection device;design;standard
渊上接第38页冤
窑46窑

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