文/涂興子黃愛軍

為了科學擬定平頂山天安煤業(yè)股份有限公司所屬礦區(qū)配套的掘進機械化設備選型方案，力爭以最少的投資、最先進可靠的技術(shù)和設備、最優(yōu)化的組合配套方案，實現(xiàn)掘進設備選型符合各礦井安全可靠、配套協(xié)調(diào)、實用經(jīng)濟的需要，本文闡述了影響掘進裝備選型配套的主要因素，提出了煤礦巷道掘進裝備選型配套的流程，研究表明：煤礦巷道掘進裝備選型配套應當綜合考慮各種影響因素，制定切實有效的配套方案才能適應礦井需要。

一、影響掘進裝備選型配套的主要因素

煤礦井巷綜合掘進機械化工作面設備是由掘進機、轉(zhuǎn)載機和運輸設備完成煤巖的落、裝、轉(zhuǎn)、運作業(yè)，同時還需要配置輔助運輸設備以便運輸支護材料和其他器材。為創(chuàng)造良好的掘進作業(yè)環(huán)境，需要設置通風和除塵設備。為實現(xiàn)安全生產(chǎn)，需要配置瓦斯斷電儀等安全裝置及相應的供電、供水和控制設備，并組成一個完整的作業(yè)線。

從整個巷道中的主體布置來講，掘進裝備選型配套包括煤、矸運輸，除塵通風，材料運輸，巷道支護，供電系統(tǒng)五個方面。其中除了巷道支護是根據(jù)圍巖條件不同而決定以外，其他四個方面都與巷道斷面大小、采區(qū)巷道布置方式、巷道最大掘進長度、巷道支護形式、礦井生產(chǎn)的運輸系統(tǒng)等五項因素有關(guān)。在確定掘進裝備選型配套方案時，應綜合考慮上述五項因素。

二、煤礦巷道掘進裝備選型配套的流程

煤礦巷道掘進工作面設備選型配套通常采用的流程依次為：地質(zhì)條件工藝性評價，掘進工藝方式選擇，工作面單位時間進尺確定，掘進機選型，轉(zhuǎn)載機選型，輸送設備選型，輔助運輸設備選型，設備配套。

三、掘進機的選型

選擇掘進機時，應以滿足巷道斷面和巷道地質(zhì)要求作為主要依據(jù)。

1.巷道斷面積。巷道斷面積的大小基本決定了機型的尺寸和重量，機型的選擇應滿足以下不等式：

式中：S機min—機型可掘最小斷面；S機max—機型可掘最大斷面；S巷—巷道斷面。

每一種機型都在一定的巷道斷面積范圍內(nèi)適應，但更應考慮最佳的巷道斷面積。

2.巷道地質(zhì)條件。

（1）巷道底板情況。目前，國外掘進機履帶接地比壓在45-180KPa范圍內(nèi)，我國目前可供用戶選用的機型中接地比壓都在80-150KPa左右。因此，應根據(jù)巷道底板堅硬情況，在上述接地比壓范圍內(nèi)選擇機型。

（2）煤巖特征。煤巖的類型和堅硬系數(shù)是決定機型和切割頭特征的又一個重要依據(jù)。從我國煤礦巷道情況來看，有煤巷、半煤巖巷和全巖巷之分。通常在煤巷中含30%以下的夾石稱為半煤巖巷。從物料的堅硬系數(shù)和機型的關(guān)系來看，通常時，可選用全煤巷部分斷面掘進機；當時，可選用半煤巖部分斷面掘進機；當?shù)娜珟r巷，若選用部分斷面掘進機則應用效果會大幅下降，故應視其全巖巷道的長短，選擇全斷面掘進機或鉆爆法掘進。

（3）巷道彎曲情況。巷道的拐彎半徑必須與所選機型能達到的拐彎半徑相吻合。另外，在初始掘進的80m巷道長度，機后的物料輸送不可能配用伸縮帶式輸送機或其他輸送設備。因為可伸縮帶式輸送機的最小鋪設長度應為80m，所以在初始80m巷道中只能采用礦車或其他簡易的輸送方式。

3.其他因素。其他還應考慮生產(chǎn)能力對機器的要求，以及配件供應，維修能力，職工素質(zhì)等因素。

四、轉(zhuǎn)載機的選型

轉(zhuǎn)載機主要用作掘進機與輸送設備中間的轉(zhuǎn)載設備。一般轉(zhuǎn)載機都以膠帶為傳送機構(gòu)。考慮轉(zhuǎn)載機選型時，應注意其輸送能力應與掘進機相適應，同時要考慮后配套的輸送設備的使用能保證充分發(fā)揮掘進的生產(chǎn)效率。當后配套選用可伸縮帶式輸送機或刮板輸送機時，一般選用各種橋式膠帶轉(zhuǎn)載機，通過轉(zhuǎn)載機前后與掘進機和帶式輸送機搭接長度的變化可保證轉(zhuǎn)載與運輸?shù)倪B續(xù)性。當與帶式輸送機配套時，轉(zhuǎn)載機機尾的支撐小車應騎跨在伸縮帶式輸送機機尾的軌道上，當轉(zhuǎn)載機與刮板輸送機配套時，應換成大輪支撐小車。當后配套設備選用礦車軌道運輸時，為解決礦車倒運而停掘進機的矛盾，可采用半吊掛或支腿式轉(zhuǎn)載機，此時轉(zhuǎn)載機可根據(jù)一次轉(zhuǎn)載礦車的數(shù)量調(diào)整自身長度。

有些掘進機，可自帶懸臂式擺動轉(zhuǎn)載機，適用于工況條件多變、不能構(gòu)成連續(xù)輸送物料的礦井，該轉(zhuǎn)載機適于后配套設備為刮板輸送機或礦車時使用。

五、輸送設備的選型

巷道布置方式?jīng)Q定了煤、巖的運輸方式。垂直彎曲的巷道可采用刮板輸送機、可伸縮帶式輸送機、齒軌式機車、無軌膠輪梭車、膠套輪電機車；水平彎曲巷道可采用防爆特殊蓄電池電機車、無軌膠輪梭車、刮板輸送機。在連續(xù)運輸方式時，只能選用可伸縮帶式輸送機和刮板輸送機，但可伸縮帶式輸送機伸縮方便、功耗小，故應優(yōu)先選用可伸縮帶式輸送機作為掘進機后配套的輸送設備。為解決采用可伸縮帶式輸送機在初始80m巷道的運輸問題，可采用刮板輸送機與可伸縮帶式輸送機共用的方案，在掘進機前進時延長刮板輸送機，當延長到帶式輸送機鋪設長度時，拆除刮板輸送機30~75m，將刮板輸送機縮到25~50m，并將可伸縮帶式輸送機延伸到80m。

有些掘進機自身帶有懸臂式膠帶轉(zhuǎn)載機，這時配套可選用多臺刮板輸送機作為輸送設備。懸臂式膠帶轉(zhuǎn)載機與刮板機搭接長度為4~5m，掘進機前進4.5m（相當于三節(jié)溜槽長度）需要移一次輸送機機尾，接三節(jié)溜槽。

當掘進巷道長度達千米時，可選用伸縮帶式輸送機和固定帶式輸送機轉(zhuǎn)運煤巖。這樣既具有可伸縮性能，又可由固定式帶式輸送機代替可伸縮帶式輸送機而不必由2臺或3臺伸縮帶式輸送機搭接。此時，伸縮帶式輸送機跟隨掘進機前進。

六、輔助運輸設備的選型

當確定了主要運輸方式后，就可以確定輔助運輸方式。若采用軌道機車牽引或無軌膠輪梭車運輸時，則可簡化輔助運輸設備；若采用連續(xù)運輸方式時，則要考慮輔助運輸設備的選用。

當輔助運輸設備選用鋼絲繩牽引單軌吊時，可適應巷道設備擁擠、空間狹窄，以及巷道底板底鼓和有積水的情況，也適用于坡度較大的巷道。架棚機和單軌吊可共用一個軌道。架棚機也可作短途運輸用。當輔助設備選用鋼絲繩牽引卡軌車時，可適用于頂板破碎但要求巷道底板較好，無積水?？ㄜ壾嚢踩煽坎灰椎舻?，還可用來撤除巷道掘進設備。

無論是鋼絲繩牽引單軌吊或防爆低污染柴油機驅(qū)動單軌吊都適于巷道斷面大于7m2的水平彎曲和垂直彎曲巷道中使用。鋼絲繩牽引卡軌車是我國近幾年發(fā)展起來的輔助運輸設備，它具有牽引力大、運輸距離長等優(yōu)點，適用于斷面大于6m2，水平彎曲和垂直彎曲的巷道，坡度在25°以下的巷道使用。

綜合掘進機機械化作業(yè)線的設備配套是很重要的。為了提高綜合掘進機機械化成套設備的可靠性，保證配套單機的最佳工況和協(xié)調(diào)工作，設備配套應遵循以下原則：配套單機的主要積水特性和參數(shù)必須滿足掘進巷道的地質(zhì)條件和巷道掘進工藝的要求；綜合掘進機機械化成套設備的綜合生產(chǎn)能力，應以掘進機的生產(chǎn)能力為主要依據(jù)；配套單機之間的配套尺寸和布置應當合理。