王鑫
摘要:開元公司引進EBZ260W型巖巷掘進機,通過現(xiàn)場試驗,該機具有功率大、效率高、出矸快、高自動化等優(yōu)點,相較于普通炮掘施工工藝,截割速度更快,而且截割與出矸可以平行作業(yè),有效的提高了單進水平,具有很好的推廣應用前景。
關(guān)鍵詞:巖巷掘進機;效率高;平行作業(yè);單進水平
1 引言
陽煤集團開元公司位于山西壽陽,為技改示范礦井,礦井工業(yè)廣場與縣城距離約14千米,礦井開采井田位于壽陽-陽泉構(gòu)造堆積盆地區(qū)西北部,屬黃土丘陵地貌,溝谷多呈“U”字形寬谷、井田內(nèi)大面積為第四系黃土及第三系紅土所覆蓋,沖溝中有基巖出露,為石炭系太原組及二疊系上、下石盒子組地層。井田地勢總的趨勢為西高東低,北高南低,最高點在井田西南的寺兒溝,標高為1247.3m;最低點在井田東南的寺莊,標高為1062.7m,最大高差為184.6m,一般相對高差多在40-100m之間。
2 工程概況
2.1礦井概況
公司現(xiàn)主采9#煤,該煤層位于太原組上部,K4灰?guī)r以上20米左右,9#煤煤層厚度為3.51米至5.80米,平均厚度達到4.93米,井田范圍內(nèi)存在9號煤與8號煤分叉、合并區(qū),分叉區(qū)煤層明顯增厚,煤層含夾石在0-4層,夾矸巖性大部為泥巖或灰色砂質(zhì)泥巖,厚度在0.4至4.0米不等,煤層結(jié)構(gòu)簡單。9#煤頂板大部分為泥巖及砂質(zhì)泥巖,中部存在部分區(qū)域頂板為中、細粒砂巖。底板為砂質(zhì)泥巖及泥巖,局部為粉砂巖或細粒砂巖。本煤層屬全分區(qū)穩(wěn)定可采煤層。
開元公司屬高瓦斯突出礦井,原雙“U”型通風方式對于瓦斯治理比較落后,為此,進行了工作面布置方式的優(yōu)化改進,瓦斯治理以“抽采”代替“風排”,從13年開始在綜放工作面施工低位抽采巷,導致現(xiàn)在需要施工大量的高抽巷、低位抽采巷,有效解決了9#煤綜放工作面回采時上隅角瓦斯和支架后部溜及局部采空區(qū)的瓦斯問題,
2.2 試驗巷道基本情況
9814低位抽采巷布置在距9#煤層頂板間距5-7m的層位,所掘進的巷道為全巖巷道,巖性為深灰色砂質(zhì)泥巖及灰色細粒砂巖,巖石硬度系數(shù)f=4~8。巷道斷面為拱形,荒寬4.6m,荒高3.1m,荒斷面13.84㎡。
巷道支護采用“錨桿、錨索、菱形網(wǎng)”聯(lián)合支護,低位抽采巷支護為錨桿支護,頂、幫錨桿均使用Φ20×2000mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿(鋼號335),配套樹脂藥卷規(guī)格為MSCKbΦ23×600mm。同時,為確保巷道支護強度,采用Φ17.8×6200mm錨索進行補強支護,具體支護布置形式如下:
頂、幫錨桿垂直巷道輪廓線,每排布置5根錨桿,間距1.2m,排距1.0m。若兩幫巖性較軟或出現(xiàn)片幫時,每幫各打一根幫錨桿,間距為距頂錨桿0.6m,排距1.0m。每根錨桿配可調(diào)心拱形托板及高強度調(diào)心球墊和減摩擦1010尼龍墊片,托板規(guī)格為150mm×150mm×10mm。頂部鋪設一片規(guī)格為5.5×1.1㎡的菱形網(wǎng),長邊垂直巷道沿巷中對稱布置。
錨索支護:采用Φ17.8mm×6200mm(1×7股)錨索,錨具型號為KM-18型。每排布置1根錨索,排距1.0m,補強錨索沿巷中對稱布置在兩排頂錨桿中間。
3 配套設備及施工組織方式
3.1 技術(shù)參數(shù)
EBZ260W 懸臂式巖巷掘進機結(jié)構(gòu)堅固、液壓系統(tǒng)可靠、設備布局緊湊、人工操作方便、機電自動化程度高。該掘進機動力系統(tǒng)由電氣和液壓提供,電氣系統(tǒng)采用模塊化設計,電控系統(tǒng)采用總線控制技術(shù)和電控箱減振,有效提高了電控系統(tǒng)的可靠性。另一方面,采用模塊化設計,非常適合井下狹小空間的拆裝和運輸,適應巷道斷面為8~20 ㎡的矩形或拱形巷道,最大行走坡度 ±16°,可截割硬度系數(shù)小與8的煤巖石。
該機外形尺寸為長×寬×高=12.1m×2.9m×1.65m,整機重85噸,總功率為392Kw,最大可掘高度為3.9米,最大可掘?qū)挾葹?.2米,供電電壓為1140v。
3.2 配套出矸設備
矸石運輸系統(tǒng)為:EBZ260W型掘進機→SSJ—800/2×40輸送帶轉(zhuǎn)載機→SZB630/110刮板輸送機→采區(qū)皮帶。
3.3 施工工藝
交接班檢查處理掌頭隱患→操作掘進機進行割巖出矸→進行臨時支護→支永久支護→延長運矸設備完成一個支護循環(huán)。
掘進機截割巖石需按照一定的順序進行,首先,截割頭在工作面中部進行掏槽,掏槽位置一般在工作面的中下部,開始施工時,掘進機逐步向前移動,促使截割頭深入巖壁一定深度,使鏟板及機尾的后支撐腿緊貼巷道底板,以提高掘進機在截割過程中的穩(wěn)定性,最后擺動懸臂帶動截割頭切落煤巖。
EBZ260W型掘進機的截割頭為縱軸式,截割深度應根據(jù)巖石的硬度系數(shù)及頂?shù)装鍘r石性質(zhì)等狀況決定,最后通過落煤效果和截割一米巷道所耗時間長短來進行調(diào)整,實際施工過程中,還應隨時注意牽引油缸、截割電機、截割頭截齒等設備的負荷狀態(tài)。
4 試驗情況及效果
采用炮掘施工時,施工工藝為掘進兩個循環(huán)進行一次支護(頂幫全部支護),由于巷道狹窄,作業(yè)空間受限,頂、幫鉆眼難度大,使用YT-29風鉆每打一個眼平均用時120秒,巖巷單進水平不超過80m,極大的限制了巖巷掘進速度。
使用EBZ260W 型巖巷掘進機在9814低位抽采巷施工55天,共掘進250米進尺,日進4-5米。相對原來炮掘施工提高了約1.5倍。期間平均截割一米時間約為1.5小時,且截割及出矸同時進行,截割完畢即可支護,省去了炮掘施工單獨的出矸時間,運矸也機械化、流水化。
5 結(jié)束語
開元公司在9814低位抽采巷使用EBZ260W型巖巷掘進機,該機截割能力強,整體穩(wěn)定性高,機械故障率低,自動化程度高。施工期間實際完成進尺250米,日均進尺4.5米,不但生產(chǎn)效率得到大幅提高,而且降低了工人的勞動強度。當然,仍存在一些問題,比如,掘進機液壓系統(tǒng)由于工作環(huán)境惡劣,液壓元件容易失效,閥芯、彈簧等機械結(jié)構(gòu)損壞比較頻繁。加之掘進機現(xiàn)代化程度越來越智能,給維護檢修工作帶來一定的挑戰(zhàn),所以,應不斷研究、探討和實踐,完善各項技術(shù)和管理配套措施,使得巖巷使用掘進機成為常態(tài)施工方式。
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