經(jīng)驗人：李 鑫

目前，在煤巷的掘進施工中，掘錨一體化代表了世界的發(fā)展趨勢以及最高水平。然而，即使成功的掘錨機組也只能解決落、裝、支三個主要工序的機械化作業(yè)，其后配套運輸設(shè)備的功能、參數(shù)和可靠性對高瓦斯、厚煤層條件下掘進速度影響很大，是造成煤巷綜掘機械化程度及掘錨一體機開機率均很低的一個主要原因。本文在分析設(shè)計原理的基礎(chǔ)上介紹并探討了常村礦MB670 掘錨機后配套系統(tǒng)具體的應(yīng)用。

掘錨機后配套運輸裝置指的是跟隨在掘錨機之后，對于其截割、轉(zhuǎn)運過來的物料進行破碎、儲存，然后再將其均勻卸載到帶式輸送機的一套設(shè)備。在現(xiàn)階段的掘進中經(jīng)常使用，并且取得了明顯的經(jīng)濟效益。

設(shè)計原理

對于掘錨機的后配套運輸裝備而言，在進行掘錨機掘進作業(yè)之中，主要是要求其能夠接收物料，并且能夠?qū)D(zhuǎn)運過來的物料進行倉儲緩沖，利用刮板鏈帶還可以將破碎之后的物料均勻地運送到帶式輸送機；另外，掘錨機后配套運輸裝備還應(yīng)該滿足設(shè)備的隨動以及連續(xù)運輸這兩項基本的要求；再者，在連接各個單元的時候，還應(yīng)該考慮到設(shè)備所使用的特殊要求以及巷道底板的實際條件。

一般來說，這一設(shè)備主要由三個部分組成，包含了轉(zhuǎn)載破碎機、帶式轉(zhuǎn)載機以及帶式運送機尾架三個核心組成部分，具體如圖1 所示。

在掘錨機后面配套轉(zhuǎn)載破碎機，帶式轉(zhuǎn)載機的受料部分處于轉(zhuǎn)載破碎機卸料的下方位置，另外，在滑行小車上同帶式輸送機尾架進行機頭部支撐的搭接。在轉(zhuǎn)載破碎機的牽引之下，帶式轉(zhuǎn)載機可以沿著剛性的輸送帶架進行前后移動。這一組成的特點在于：第一，當掘錨機切割下物料后，就可以連讀不斷轉(zhuǎn)運到帶式輸送機之上；第二，可以破碎大塊的物料，降低了故障停機的可能性；第三，擁有較大的受料容積，可以接收更多的物料，并且做好其儲存，這樣可以充分發(fā)揮掘錨機的切割能力；第四，使用履帶行走的破碎機，不存在過大的接地比，并且對巷道底板擁有極強的適應(yīng)性。

圖1 掘錨機后配套連續(xù)運輸裝備的組成

MB670 掘錨機后配套技術(shù)及應(yīng)用

MB670 掘錨機的適用條件為：巷道掘進斷面為高度不小于3m、寬度為4.7m～5.2m；掘錨機行駛和截割作業(yè)時巷道的最大側(cè)傾角不得大于±4°。

（一）掘錨機后配套技術(shù)分析

1.掘錨機后配套技術(shù)發(fā)展

澳大利亞應(yīng)用掘錨機組均為雙巷掘進，其后配套運輸方式一般有兩種。應(yīng)用較多的一種是“梭車+可伸縮膠帶機尾履帶牽引裝置”。在國內(nèi)，絕大部分都使用的單巷掘進。就資料顯示來看，英國的Maltby 煤礦在單巷掘進中對掘錨機組選擇了“可延伸膠帶+橋式轉(zhuǎn)載機”的后配套方式。

就國內(nèi)情況來看，單巷掘進適合可伸縮，能夠快速跟進的后配套膠帶輸送機，其交單寬度在800～1000mm之間，輸送能力在1200～1500t/h 之間。另外，在運輸過程中，會因為超量導致掘進設(shè)備開機率提高受到制約以及生產(chǎn)停頓等問題。

2.國內(nèi)后配套系統(tǒng)

國內(nèi)現(xiàn)有的掘錨機后配套系統(tǒng)有以下三種。

1）給料破碎機+梭車+帶式輸送機后配套系統(tǒng)

掘錨機不必要進行往返運動，能保持直線，只不過在給料破碎機運料過程中，需要停止掘錨機的卸料，這屬于其中的斷續(xù)工作。本系統(tǒng)利用輸送機進行卸載處理，不僅拆裝方便，而且裝載能力強?？紤]到國產(chǎn)化的梭車技術(shù)尚未成熟，所以其投入成本較高、周期長、管理存在一定難度。另外，梭車帶有拖纜是最大的弊端，其行走速度為130m/min，并且在進行井下操作時會存在危險。

2）帶式裝載機+帶式輸送機后配套系統(tǒng)

當帶式轉(zhuǎn)載機直接使用到掘錨機上時，由于轉(zhuǎn)載機本身缺少破碎能力，所以，在傳送到帶式轉(zhuǎn)載機上時，很容易出現(xiàn)劃傷；掘錨機自重90t，在完成一個循環(huán)后需要后拉帶式輸送機，這樣增加了輔助工作的時間，并且很容易破壞底板。但是這一方案方便在頂?shù)装迨┕?，并且還可以應(yīng)用在煤質(zhì)較軟，不容易產(chǎn)生塊度的條件下。

3）行走式破碎轉(zhuǎn)載機+帶式轉(zhuǎn)載機+帶式輸送機后配套系統(tǒng)，這種后配套系統(tǒng)的組成、布置及操作工藝特點如下。

圖2 后配套裝備示意圖

①系統(tǒng)組成及布置方式

行走式破碎轉(zhuǎn)載機緊緊跟隨掘錨機，用于受料、破碎以及轉(zhuǎn)載處理。通過鉸接的形式，讓其受料端掛在破碎轉(zhuǎn)載機的卸料臂智商，通過行走小車，卸料端就可以落在帶式輸送機尾端的軌道之上。整機呈現(xiàn)出橋形，且跟著破碎轉(zhuǎn)載機一起行走。轉(zhuǎn)載機只用于轉(zhuǎn)運物料。帶式輸送機負責把煤炭運出。

②操作工藝特點

帶式轉(zhuǎn)載機+行走式破碎轉(zhuǎn)載機+帶式輸送機后配套系統(tǒng)主要是±8°內(nèi)的巷道坡度上使用，巷道高度3.0m，巷道寬度＞4.5m，煤層傾斜角＜8°的巷道掘進之中，其使用范圍較為廣泛。本系統(tǒng)不需要后退掘錨機，始終保持其直線的運動，且對地面的壓力偏小，不會產(chǎn)生過大的底板破壞性。系統(tǒng)使用安全可靠性高，也能讓行人在內(nèi)部正常行走。

該后配套系統(tǒng)可用于任何適用掘錨機工作的礦井，且投入成本僅為梭車+給料破碎機+帶式輸送機后配套系統(tǒng)的45%。該系統(tǒng)在神東保德礦平均月進尺1100m（巷道斷面為17.5m2）。

（二）常村礦MB670 掘錨機后配套系統(tǒng)

1.后配套方案的選擇

結(jié)合常村煤礦井下的實際情況，在設(shè)計系統(tǒng)時需要考慮：第一，生產(chǎn)可靠性、技術(shù)先進性是設(shè)備選擇的首要標準，這樣有利于掘進設(shè)備開機率的保證，滿足提高進尺，高產(chǎn)高效的要求。第二，確保臨時支護的可靠性與安全性，設(shè)備之間保證配套，不會出現(xiàn)任何的問題，運輸通道必須暢通，這樣有利于緩沖能力的增加，滿足平衡的采運要求，將掘錨同步的功效完全發(fā)揮出現(xiàn)。第三，創(chuàng)造連續(xù)落煤的有利條件，這樣也有利于掘進速度的加快，提高工作效率。

經(jīng)過多方比較，充分考慮巷道圍巖條件、后配套系統(tǒng)成本及操作設(shè)計難度，確定采用第三種方案，即行走式破碎轉(zhuǎn)載機+帶式轉(zhuǎn)載機+帶式輸送機后配套系統(tǒng)。

2.設(shè)備選型

“行走式破碎轉(zhuǎn)載連續(xù)運輸設(shè)備”，采用太原煤科院 LY2000/980-10 型聯(lián)運車。該設(shè)備是為伺服掘錨機集“裝-破-運”為一體的國產(chǎn)配套設(shè)備，整機由行走給料破碎轉(zhuǎn)載機、DZQ100/100/40 型橋式膠帶轉(zhuǎn)載機、SDJ-150 型可伸縮膠帶輸送機、鋼性結(jié)構(gòu)架組成。給料破碎機和帶式轉(zhuǎn)載機之間通過球形滑動軸承及聯(lián)結(jié)銷鉸接成一體?？上嗷ニ?、垂直回轉(zhuǎn)。完成從受料、破碎、轉(zhuǎn)載運輸至皮帶機的全過程。

該后配套設(shè)備的優(yōu)點如下：

①掘錨后配套的使用提高了掘錨機組的生產(chǎn)效率，減少了掘進輔助工作時間；

②系統(tǒng)使用安全性高，且能夠允許人正常行走在巷道之中；

③加入轉(zhuǎn)載破碎機后，良好的破碎作用，杜絕了轉(zhuǎn)載點大炭堵口現(xiàn)象；

④利用履帶行走系統(tǒng)，不會對地板產(chǎn)生過大的破碎損害；

⑤采用套筒鏈，降低了機身高度，滿足短距離運輸?shù)囊?，且拆裝方便；

⑥帶式轉(zhuǎn)載機本身擁有25m 的有效搭接距離，符合工藝配套需求；

⑦帶式轉(zhuǎn)載機本身選擇特殊的連接，這樣就可以避免大跨距導致機身下沉的問題出現(xiàn)。

3.設(shè)備改造及應(yīng)用情況

設(shè)備到貨后，根據(jù)常村煤礦具體巷道的圍巖地質(zhì)特征，進行了掘錨機、聯(lián)運車、DSL1000/3×315 型膠帶輸送機的適應(yīng)性改造工作，實現(xiàn)了工作面MB670 掘錨機滾筒落煤后，煤炭經(jīng)掘錨機鏟板→掘錨機刮板運輸機→聯(lián)運車給料斗→聯(lián)運車刮板運輸機→聯(lián)運車破碎機→聯(lián)運車后掛轉(zhuǎn)載運輸帶→DSL1000/3×315 型可伸縮膠帶運輸機的快速運輸路線，使掘錨機、聯(lián)運車更好地發(fā)揮出了更大的作業(yè)效率。機組首次試驗即取得了月進尺606m、且進尺逐月增加的成績。

結(jié)語

總而言之，合理選用并加以改造的后配套連續(xù)運輸裝備，解決了生產(chǎn)中遇到的設(shè)備牽引、底板松軟以及物料破碎等問題，將作業(yè)綜合能力大幅度提高，并且也降低了勞動強度，增加了作業(yè)安全性，實現(xiàn)了MB670 掘錨機在高瓦斯、厚煤層條件下單巷掘進的高效高產(chǎn)、集約化生產(chǎn)，效益顯著。