王鑫

摘要：開元公司引進(jìn)EBZ260W型巖巷掘進(jìn)機(jī)，通過現(xiàn)場試驗(yàn)，該機(jī)具有功率大、效率高、出矸快、高自動化等優(yōu)點(diǎn)，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(jìn)水平，具有很好的推廣應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：巖巷掘進(jìn)機(jī)；效率高；平行作業(yè)；單進(jìn)水平

1 引言

陽煤集團(tuán)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(diǎn)在井田西南的寺兒溝，標(biāo)高為1247.3m；最低點(diǎn)在井田東南的寺莊，標(biāo)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(dá)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(xì)粒砂巖。底板為砂質(zhì)泥巖及泥巖，局部為粉砂巖或細(xì)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(fēng)方式對于瓦斯治理比較落后，為此，進(jìn)行了工作面布置方式的優(yōu)化改進(jìn)，瓦斯治理以“抽采”代替“風(fēng)排”，從13年開始在綜放工作面施工低位抽采巷，導(dǎo)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(yàn)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(jìn)的巷道為全巖巷道，巖性為深灰色砂質(zhì)泥巖及灰色細(xì)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(hù)采用“錨桿、錨索、菱形網(wǎng)”聯(lián)合支護(hù)，低位抽采巷支護(hù)為錨桿支護(hù)，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(hù)強(qiáng)度，采用Φ17.8×6200mm錨索進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，具體支護(hù)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(qiáng)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(shè)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(hù)：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(bǔ)強(qiáng)錨索沿巷中對稱布置在兩排頂錨桿中間。

3 配套設(shè)備及施工組織方式

3.1 技術(shù)參數(shù)

EBZ260W 懸臂式巖巷掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、液壓系統(tǒng)可靠、設(shè)備布局緊湊、人工操作方便、機(jī)電自動化程度高。該掘進(jìn)機(jī)動力系統(tǒng)由電氣和液壓提供，電氣系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)，非常適合井下狹小空間的拆裝和運(yùn)輸，適應(yīng)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(jī)外形尺寸為長×寬×高=12.1m×2.9m×1.65m，整機(jī)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(shè)備

矸石運(yùn)輸系統(tǒng)為：EBZ260W型掘進(jìn)機(jī)→SSJ—800/2×40輸送帶轉(zhuǎn)載機(jī)→SZB630/110刮板輸送機(jī)→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(jìn)機(jī)進(jìn)行割巖出矸→進(jìn)行臨時支護(hù)→支永久支護(hù)→延長運(yùn)矸設(shè)備完成一個支護(hù)循環(huán)。

掘進(jìn)機(jī)截割巖石需按照一定的順序進(jìn)行，首先，截割頭在工作面中部進(jìn)行掏槽，掏槽位置一般在工作面的中下部，開始施工時，掘進(jìn)機(jī)逐步向前移動，促使截割頭深入巖壁一定深度，使鏟板及機(jī)尾的后支撐腿緊貼巷道底板，以提高掘進(jìn)機(jī)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(jìn)機(jī)的截割頭為縱軸式，截割深度應(yīng)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(jìn)行調(diào)整，實(shí)際施工過程中，還應(yīng)隨時注意牽引油缸、截割電機(jī)、截割頭截齒等設(shè)備的負(fù)荷狀態(tài)。

4 試驗(yàn)情況及效果

采用炮掘施工時，施工工藝為掘進(jìn)兩個循環(huán)進(jìn)行一次支護(hù)（頂幫全部支護(hù)），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(fēng)鉆每打一個眼平均用時120秒，巖巷單進(jìn)水平不超過80m，極大的限制了巖巷掘進(jìn)速度。

使用EBZ260W 型巖巷掘進(jìn)機(jī)在9814低位抽采巷施工55天，共掘進(jìn)250米進(jìn)尺，日進(jìn)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(jìn)行，截割完畢即可支護(hù)，省去了炮掘施工單獨(dú)的出矸時間，運(yùn)矸也機(jī)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(jìn)機(jī)，該機(jī)截割能力強(qiáng)，整體穩(wěn)定性高，機(jī)械故障率低，自動化程度高。施工期間實(shí)際完成進(jìn)尺250米，日均進(jìn)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(qiáng)度。當(dāng)然，仍存在一些問題，比如，掘進(jìn)機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)損壞比較頻繁。加之掘進(jìn)機(jī)現(xiàn)代化程度越來越智能，給維護(hù)檢修工作帶來一定的挑戰(zhàn)，所以，應(yīng)不斷研究、探討和實(shí)踐，完善各項(xiàng)技術(shù)和管理配套措施，使得巖巷使用掘進(jìn)機(jī)成為常態(tài)施工方式。

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