武志俊 翟佳道 馮國海

（淮北礦業(yè)集團公司桃園煤礦 安徽 宿州 234116）

0 引言

桃園煤礦綜掘二區(qū)施工的1003機、風(fēng)巷地質(zhì)條件復(fù)雜，頻繁遭遇褶曲構(gòu)造，在掘進中最大上山坡度達22°，下山坡度達到23°，而綜掘機一般適用于16°以下的巷道上、下山掘進。以往遇到此類情況，一般都是甩掉綜掘機使用炮掘。由于接替較緊張，所以對大坡度綜掘施工工藝的研究及應(yīng)用對提高進尺和保證安全就顯得極為重要。

1 工作面概況

1003工作面是一水平零采區(qū)左翼第二個工作面，該工作面設(shè)計走向長580m,傾斜長135m，煤厚0.6～4.7m，平均為3.27m，局部含有一層平均厚度0.2m的泥巖夾矸，煤層傾角10～27°，平均為 22°。

機、風(fēng)巷在掘進過程中，由于受地質(zhì)條件變化影響，最大上山坡度達22°，長度112m，最大下山坡度達到23°，長度40m。

1003風(fēng)巷采用U型棚支護，凈高2.93m，凈寬3.65m，采用EBZ-132TY型綜掘機掘進；1003機巷采用工字鋼棚支護，凈高2.8m，凈寬3.5m，采用EBZ-160TY型綜掘機掘進。

2 施工時存在的問題

2.1 掘進時局部坡度超出了綜掘機的適用坡度，不但造成綜掘機行走困難，而且綜掘機還會因自身重力的分力產(chǎn)生下滑現(xiàn)象。

2.2 巷道坡度的增大，綜掘機在截割時，由于后支撐伸縮量小、起不到完全支撐作用，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，造成無法截割。

2.3 不能順利的完成延伸皮帶等相關(guān)工作。

2.4 存在安全問題。綜掘機因自身重力的分力產(chǎn)生下滑現(xiàn)象明顯，容易造成放大滑事故。

2.5 容易造成綜掘機本身的損傷。

3 原因分析

大坡度施工條件下，掘進機容易下滑，爬不上去，其原因主要是行走力不夠，具體體現(xiàn)在以下三點：

3.1 綜掘機履帶直接走在浮煤上時，因為浮煤較碎而且較光滑，履帶轉(zhuǎn)動時往往浮煤被帶起，導(dǎo)致履帶和底板之間的摩擦力變小，不能滿足綜掘機行走和固定的需要。

3.2 在巷道坡度較大時，綜掘機傾斜度角度就較大，這樣，綜掘機自身重力向下的分力也就較大，而這個分力是導(dǎo)致綜掘機下滑的一個重要因素，所以，解決綜掘機自身的傾斜度是解決綜掘機大坡度上山的又一個關(guān)鍵問題。

3.3 皮帶機尾直接臥在地板上，向前拉動時摩擦力較大，大傾角時，自身同樣存在下滑力，且拉動時皮帶的張力也很大。大傾角下，綜掘機本身行走已經(jīng)很困難，無法再克服阻力拉動皮帶機尾。

以上三個問題得到解決后，綜掘機大坡度掘進的難題就解決了。

4 解決措施

在進行了原因分析之后，在有關(guān)科室的技術(shù)指導(dǎo)下進行了技術(shù)方面的分析與論證，具體分析情況如下：

4.1 針對大坡度上山時履帶和底板之間摩擦力較小和綜掘機傾斜度角度較大的現(xiàn)象，采用在綜掘機履帶后部和后支撐下面的底煤上墊半圓木，人工制造臺階的方法來解決。這樣既增加了底板的摩擦力，又減小了綜掘機向下的分力（增加了綜掘機后面的高度，減小了綜掘機的傾斜度）。

下山施工時在綜掘機履帶前部下面的底煤上墊半圓木。

4.2 合理的調(diào)節(jié)和分配行走部液壓。綜掘機行走部和刮板機共用一個液壓泵。在適當(dāng)?shù)奶嵘傒敵鰤毫Φ那疤嵯拢P(guān)閉刮板機，將全部壓力分配到行走部，從內(nèi)部提升行走的動力。

4.3 上山施工時將皮帶機尾架和皮帶分開延伸。延伸時，先在綜掘機下墊好半圓木，再延伸皮帶，待皮帶拉松散之后，向前拉動皮帶機尾架，拉至預(yù)定位置后，張緊皮帶，完成一次延伸。

4.4 采用輔助設(shè)備牽引。在綜掘機后安裝一部大功率回柱絞車，利用大噸位回頭滑子或直接掛在綜掘機身上，提供額外的牽引力。

5 現(xiàn)場應(yīng)用

在1003機、風(fēng)巷施工期間，針對最大坡度23°的上、下山情況，通過和有關(guān)科室領(lǐng)導(dǎo)相結(jié)合，采用留底煤和用半圓木墊在底板上的方法進行施工。具體做法如下：

掘進機在爬坡過程中前后高差大，打上支撐也很難克服邊行走邊割煤下滑，所以割煤前先調(diào)節(jié)好液壓，然后升起支撐，在浮煤上墊半圓松木使掘進機爬行。同時開啟絞車，進行牽引。這樣不但減小了自身的傾斜度和確保了綜掘機割煤時的穩(wěn)定性還增大了摩擦力，隨走隨墊木頭向前延伸皮帶，延伸完畢后進行割煤。割煤后退機，迎頭進行幫、頂?shù)闹ёo，后面人工清理浮煤，這樣多工序同時作業(yè)，節(jié)省了作業(yè)時間，再按此方法向前爬行進行下一個循環(huán)工作。

這種方法在1003工作面的掘進中，克服了掘進機本身存在的缺陷，解決了大傾角上、下山掘進工程中的難題。跟炮掘相比，不但減少了搬運、安裝、拆除設(shè)備（鏈板機）的工時，還大大降低了勞動強度，并且質(zhì)量達到優(yōu)良品，既保證了安全又保證了采煤面的接替。

6 缺陷及建議

雖然使用半圓木臺階法施工解決了大傾角綜掘施工的難題，但是實際操作中，仍然存在很多問題。集中體現(xiàn)在：

6.1 材料大量消耗。制造臺階用的半圓松木大量使用，且不可復(fù)用，同時廢棄的半圓木給以后訂道造成障礙。

6.2 增加了施工工序，提高了勞動強度，降低了勞動效率。每班必須轉(zhuǎn)運一車半圓木用來制造臺階，不但增加了運輸系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，還容易造成安全隱患。搭設(shè)臺階也提高了循環(huán)所需工時，降低了單進效率。

6.3 容易損壞綜掘機配件。調(diào)節(jié)壓力后，局部液壓已經(jīng)超出了油管的承受極限，現(xiàn)場施工中，大量油管密封圈損壞。

由于爬坡困難的原因主要體現(xiàn)在行走力的問題上，而臺階法施工主要在于解決外部環(huán)境條件，所以以提升行走力為研究方向，借鑒其他礦井的經(jīng)驗，對解決綜掘機本身的問題，提出了以下幾種設(shè)想，供大家探討：

（1）改造履帶，適當(dāng)?shù)母淖兟膸Щy類型，增加花紋密度，增加接地面積，這樣就提升了摩擦系數(shù)，提升了摩擦力。

（2）改造液壓系統(tǒng)，增加輔助油缸。這樣提升了綜掘機的內(nèi)部驅(qū)動力，起到了增加行走力的作用。

（3）改進前后支撐。適當(dāng)?shù)募娱L前后支撐和提升支撐壓力可以有效的提高機體截割時的穩(wěn)定性。

7 推廣應(yīng)用的前景和意義

通過大坡度綜掘施工工藝在掘進工作面的應(yīng)用，取得的效果極為明顯，為煤礦以后的大坡度上、下山巷道的掘進提供了可靠的依據(jù)，為提高綜掘單進，加快綜機掘掘進進尺，保證煤礦正常接替解決了現(xiàn)實的問題。

［1］朱真才，韓振鐸,等.采掘機械與液壓傳動[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2005,2.