王 梅，陸 鋒

(貴州開(kāi)磷集團(tuán)礦業(yè)總公司, 貴州貴陽(yáng) 550302)

掘進(jìn)機(jī)及其配套設(shè)備在非煤礦山的運(yùn)用

王 梅，陸 鋒

(貴州開(kāi)磷集團(tuán)礦業(yè)總公司, 貴州貴陽(yáng) 550302)

主要通過(guò)對(duì)EBZ160TY硬巖掘進(jìn)機(jī)配套的設(shè)備、設(shè)施進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)，掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)載設(shè)備的改進(jìn)、除塵系統(tǒng)的改進(jìn)等相關(guān)配套工程進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)先后引進(jìn)煤礦的樹(shù)脂錨桿、錨索支護(hù)工藝，潮式噴射混凝土施工方式、激光指向儀等新技術(shù)以及有效的勞動(dòng)組織與人員培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)在非煤礦山紅頁(yè)巖層中的運(yùn)用。同時(shí)為我國(guó)非礦山掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用提供指導(dǎo)作用。

掘進(jìn)機(jī)；噴霧除塵；支護(hù)

0 引 言

近些年來(lái),國(guó)外發(fā)達(dá)采礦國(guó)家采用全斷面掘進(jìn)機(jī)對(duì)硬巖進(jìn)行了水平巷道施工,并取得了很好的效果。而我國(guó)在非煤礦山除開(kāi)磷集團(tuán)礦山外還從未使用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行開(kāi)采。貴州開(kāi)磷集團(tuán)礦山從2008年開(kāi)始掘進(jìn)機(jī)采礦研究,主要包括掘進(jìn)機(jī)選型、臨時(shí)支護(hù)、飛塵等方面。

EBZ160TY硬巖掘進(jìn)機(jī)由煤炭科學(xué)研究院太原分院設(shè)計(jì)制造,為懸臂式部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī),主要在煤礦巷道中使用。

磷礦是非煤礦山,開(kāi)拓巷道設(shè)計(jì)在紅頁(yè)巖中,巖層硬度f(wàn)≤8、巷道斷面22 m2,巖層適用于掘進(jìn)機(jī)作業(yè),但地質(zhì)條件、作業(yè)環(huán)境、作業(yè)方式、支護(hù)方式、通風(fēng)方式、運(yùn)輸系統(tǒng)等與煤礦不同；與此同時(shí),國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)至今未在非煤礦山上使用過(guò)。

因此,通過(guò)一年半的運(yùn)用,對(duì)掘進(jìn)機(jī)配套系統(tǒng)進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化配置,對(duì)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行部份改進(jìn),對(duì)相關(guān)的勞動(dòng)力組織及操作、維修人員的培訓(xùn),推廣使用支護(hù)新技術(shù)、新工藝等工作,總結(jié)出掘進(jìn)機(jī)可在非煤礦山中的紅頁(yè)巖層中運(yùn)用。

1 掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)載設(shè)備的改進(jìn)

(1)將隨機(jī)配置的輕軌輪式移動(dòng)膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)改為輪胎式移動(dòng)式轉(zhuǎn)載機(jī)。機(jī)架采用12 m3移動(dòng)式空壓機(jī)的輪式底盤(pán),將膠帶裝載機(jī)安裝在底盤(pán)上,出料度提高到3 m(自卸汽車(chē)高度2.8 m)。由于紅頁(yè)巖塊度大、呈狀、鋒利、硬度大對(duì)皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)的輸送膠帶易造成劃破、卡住、跑偏等,故障,故障率高,此外,膠帶輸送機(jī)易漏料,對(duì)移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)的移動(dòng)造成影響,受倒運(yùn)設(shè)備(自卸汽車(chē))接料高度、待料時(shí)間長(zhǎng)等諸多因素的影響,試用1個(gè)月后,不滿足生產(chǎn)的需要,因此,改用輪胎式轉(zhuǎn)載機(jī)作為轉(zhuǎn)載設(shè)備。

(2)根據(jù)無(wú)軌輸送系統(tǒng)的特點(diǎn),在掘進(jìn)機(jī)尾部,增設(shè)14 mm的厚鐵板作擋板,同時(shí),選用鏟運(yùn)機(jī)作為轉(zhuǎn)裝設(shè)備,與掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行倒運(yùn)、效果良好,基本解決了轉(zhuǎn)載與現(xiàn)有的運(yùn)輸系統(tǒng)不配套的問(wèn)題。

(3)WJ-2C鏟運(yùn)機(jī)增設(shè)廢氣凈化水箱。由于WJ-2C鏟運(yùn)機(jī)廢氣凈化為干式、金屬凈化器,效果不明顯,油煙大,對(duì)作業(yè)環(huán)境和操作人員影響大；采用水洗箱凈化的方式,對(duì)尾氣進(jìn)行凈化,改善了操作人員的作業(yè)環(huán)境。

為了確保掘進(jìn)機(jī)工作的連續(xù)性,掘進(jìn)機(jī)的配套設(shè)備如下:

(1)一臺(tái)濕式振弦除塵風(fēng)機(jī)組補(bǔ)充生產(chǎn)用風(fēng)；

(2)錨桿鉆機(jī)進(jìn)行巷道支護(hù)作業(yè)；

(3)混凝土攪拌機(jī)隨時(shí)進(jìn)行混凝土料的拌制。

2 除塵風(fēng)機(jī)的改進(jìn)及效果

(1)選用高效的濕式除塵風(fēng)機(jī),進(jìn)行就地除塵凈化處理。通過(guò)對(duì)相關(guān)除塵風(fēng)機(jī)(高壓噴霧泵、布袋式除塵器)性能、安裝尺寸、工作機(jī)理等對(duì)比,選用適用掘進(jìn)機(jī)的KCS-408ZZ濕式振弦除塵風(fēng)機(jī),其獨(dú)特的“振弦”除塵技術(shù),具有除塵效率高、阻力小、體積小、重量輕、耗水少、維護(hù)簡(jiǎn)單、不堵塞等特點(diǎn),同時(shí),也可將掘進(jìn)機(jī)作業(yè)的含塵空氣進(jìn)行就地凈化。

(2)噴霧系統(tǒng)改進(jìn)。由于紅頁(yè)巖遇水易形成注漿,嚴(yán)重惡化工作面作業(yè)環(huán)境,因此,利用掘進(jìn)機(jī)的系統(tǒng)冷卻水作為噴霧用水。

由于原掘進(jìn)機(jī)噴霧水壓力低,噴出的水不能形成有效控制粉塵的高速水霧流,因此,根據(jù)掘進(jìn)機(jī)現(xiàn)有噴霧系統(tǒng)的調(diào)查和高壓噴霧的特點(diǎn),擬采用的噴霧裝置更接近截割頭的噴霧方式,使其接近于高壓噴霧,保證最大降低截割頭的粉塵產(chǎn)生量,減少高壓噴射水霧對(duì)掘進(jìn)機(jī)司機(jī)視線的影響；擬采用4個(gè)噴嘴,使其噴霧能完全覆蓋掘進(jìn)機(jī)截割頭,減少粉塵的產(chǎn)生和阻止粉塵向外擴(kuò)散,噴嘴口徑的大小根據(jù)噴霧壓力和噴霧流量確定。

(3)加強(qiáng)作業(yè)面的通風(fēng)。由于主通風(fēng)系統(tǒng)未完善,作業(yè)面的通風(fēng)采用對(duì)旋式軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行局部機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)；

(4)改進(jìn)效果。改進(jìn)后,水壓提高到12 MPa,采用專(zhuān)用噴霧嘴,水霧化效果好,除塵效果得到改善,同時(shí),水量由63 L/min降為25 L/min,有效改善了作業(yè)環(huán)境,保持路面干燥,掘進(jìn)機(jī)“窩機(jī)”次數(shù)減少。

3 配套設(shè)備的運(yùn)用

由于受地壓,層理、節(jié)理發(fā)育,地質(zhì)條件等的影響,先后引進(jìn)煤礦的樹(shù)脂錨桿、錨索支護(hù)工藝,潮式噴射混凝土,激光指向儀等新技術(shù)。

3.1 新支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用

馬路坪礦下盤(pán)礦運(yùn)輸大巷基本處在紅頁(yè)巖中,目前向下開(kāi)采深度已達(dá)160 m。開(kāi)采地壓大,巷道變形嚴(yán)重,支護(hù)越來(lái)越困難,傳統(tǒng)的開(kāi)縫式錨桿加砂漿錨桿已不能滿足生產(chǎn)要求,為完成400萬(wàn)t改擴(kuò)建工程,實(shí)現(xiàn)開(kāi)拓巷道的快速掘進(jìn),有效地控制圍巖的變形,滿足生產(chǎn)的需要,采用新的支護(hù)方式顯得十分重要。

根據(jù)巷道的圍巖情況,巷道頂板每張網(wǎng)用5根全螺紋錨桿,圍巖較穩(wěn)定時(shí)每4 m在同一平面上左頂及右頂各打1根錨索,圍巖破碎時(shí)每2 m打2根錨索護(hù)頂,每根錨桿用1支MSCK25/50超快速型樹(shù)脂錨固劑和1支MCK25/50中速型樹(shù)脂錨固劑加長(zhǎng)錨固,每根錨索用2支MSCK25/50超快速型樹(shù)脂錨固劑和2支MCK25/50中速型樹(shù)脂錨固劑加長(zhǎng)錨固。樹(shù)脂錨桿、錨索與鋼筋網(wǎng)構(gòu)成“錨網(wǎng)帶錨索”聯(lián)合支護(hù)形式。

頂部的支護(hù)機(jī)具選用MQT-130/2.8氣動(dòng)錨桿鉆機(jī),因其廣泛適用于巖石硬度f(wàn)≤10的巷道,特別適應(yīng)煤巷的錨桿支護(hù)作業(yè),既可鉆頂板錨桿孔,又可鉆錨索孔,還可攪拌和安裝樹(shù)脂藥卷類(lèi)錨桿、錨索,可實(shí)現(xiàn)錨桿螺母一次安裝擰緊,達(dá)到初錨預(yù)緊力的要求。

巷道兩幫采用全螺紋鋼加樹(shù)脂錨固劑配預(yù)制托盤(pán)壓網(wǎng)支護(hù),支護(hù)機(jī)具選用MQTB-80/2.0型氣動(dòng)支腿式幫錨桿鉆機(jī),該錨桿鉆機(jī)廣泛適用于巖石硬度f(wàn) ≤8的煤巷、半煤巷的煤幫錨桿支護(hù)作業(yè)。

3.2 潮式噴射混凝土工藝的運(yùn)用

潮式噴射混凝土工藝先在礦肥公司使用,經(jīng)組織考察及試用,噴漿時(shí),反彈率比干式有所降低,粉塵下降,同時(shí),為實(shí)施多工序同步作業(yè),創(chuàng)造了條件。為了確保噴射混凝土的攪拌質(zhì)量,提高噴漿質(zhì)量,建立混凝土攪拌站,同時(shí),修建水箱,確保潮式混凝土的用水。

3.3 激光指向儀的使用

為了保證巷道的施工質(zhì)量,利用激光指向儀代替測(cè)量人員人工放線,確保巷道的施工質(zhì)量。

4 作業(yè)工序合理化

掘進(jìn)機(jī)由于采用對(duì)巖石直接進(jìn)行切割,然后通過(guò)自身的裝載機(jī)構(gòu)將廢碴排到機(jī)后,通過(guò)采用轉(zhuǎn)載設(shè)備進(jìn)行排運(yùn),最后對(duì)巷道進(jìn)行錨網(wǎng)、噴漿、注漿支護(hù)的掘進(jìn)循環(huán)方式。其特點(diǎn),連續(xù)性好,對(duì)巖層破壞力小,效率高；存在粉塵大,影響因素多。

(1)以掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)工序?yàn)橹骶€,實(shí)行工序滾動(dòng)連續(xù)作業(yè)制,確保作業(yè)面無(wú)工序排隊(duì)等待時(shí)間,現(xiàn)場(chǎng)交班主要為工序現(xiàn)場(chǎng)交接。

主要工序:放線——切割——錨網(wǎng)——初噴——打幫腳網(wǎng)。

(2)做好當(dāng)班主要工序和輔助工序統(tǒng)籌,主、輔工序平行作業(yè),確保主要工序循環(huán)完成。

輔助工序:材料準(zhǔn)備——安全確認(rèn)——排渣——現(xiàn)場(chǎng)治理——復(fù)噴——交接班。

5 結(jié) 論

本文對(duì)掘進(jìn)機(jī)在貴州開(kāi)磷集團(tuán)礦山的應(yīng)用進(jìn)行了說(shuō)明,同時(shí)針對(duì)礦山紅頁(yè)巖的特點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn),采用了新的支護(hù)方式與新的支護(hù)材料,滿足了掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)的要求,同時(shí)也保證了巷道的安全。在應(yīng)用過(guò)程中存在一些問(wèn)題,如需進(jìn)一步解決支護(hù)速度,由機(jī)械化代替人工進(jìn)行支護(hù)；掘進(jìn)機(jī)機(jī)動(dòng)性需進(jìn)一步提高,行走速度過(guò)慢等,在以后的實(shí)施過(guò)程中將進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。掘進(jìn)機(jī)在開(kāi)磷礦山的應(yīng)用為掘進(jìn)機(jī)在我國(guó)非煤礦山的應(yīng)用提供了參考。

[1]王增春,趙占軍,等.懸臂式掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)探討[J]煤炭技術(shù),2011,30(5):247-249.

[2]汪勝陸,孟國(guó)營(yíng),等.懸臂式掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)[J].煤礦機(jī)械,2007,28(6):1-3.

[3]徐明生,姚金蕊,羅 曼,等,懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)的選型研究[J].采礦技術(shù),2008(2):62-63.

[4]龔國(guó)昌,王永奇.掘進(jìn)機(jī)在非煤礦山應(yīng)用中的產(chǎn)塵治理[J].采礦技術(shù),2009(3):70-71.

[5]金宇松,黎文斐,宋遠(yuǎn)兵,等.掘進(jìn)機(jī)在馬路坪礦連續(xù)開(kāi)采中應(yīng)用的研究[J].采礦技術(shù),2010(2):63-64.

2015-05-01)