李發(fā)泉

（中國(guó)煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司，山西太原 030006）

0 引言

掘錨一體機(jī)是專門用于大斷面煤巷掘進(jìn)的掘錨一體化設(shè)備，具有掘錨平行作業(yè)、一次成巷、安全高效等特點(diǎn)[1-2]，適用于中等頂板條件以上圍巖條件，對(duì)提高成巷效率、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高掘進(jìn)作業(yè)安全性等具有重大意義[3-4]。

MB380 掘錨一體機(jī)是山特維克公司根據(jù)中國(guó)礦山特點(diǎn)專門開發(fā)的新產(chǎn)品，主要適用于中小斷面煤巷，該產(chǎn)品不僅繼承了MB 系列產(chǎn)品的安全高效、成巷質(zhì)量高、勞動(dòng)強(qiáng)度低的優(yōu)勢(shì)，還具有小空頂距特點(diǎn)，為我國(guó)復(fù)雜條件下的煤巷提供了安全、高效、可靠的解決方案[5]。

1 結(jié)構(gòu)組成與參數(shù)

MB380 掘錨一體機(jī)主要由截割部、裝載部、運(yùn)輸部、底盤、錨鉆系統(tǒng)、臨時(shí)支護(hù)、除塵系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、水冷噴霧系統(tǒng)、集中潤(rùn)滑系統(tǒng)等組成（圖1）[6]。MB380 掘錨一體機(jī)的機(jī)載集塵設(shè)備為濕式除塵風(fēng)機(jī)，最大截割硬度為割煤硬度30 MPa或100 mm 厚50 MPa 巖層，鉆架數(shù)量為4（2 個(gè)頂錨、2 個(gè)幫錨），其他相關(guān)參數(shù)見表1。

2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）采用帶有葉片的裝煤滾筒和犁式鏟板結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了鏟板裝煤傾角，不僅縮小了永久空頂距，同時(shí)取消裝載電機(jī)設(shè)置，從而消除了因巷道積水造成的鏟板電機(jī)損壞的隱患。

（2）采用了緊湊型的設(shè)計(jì)，機(jī)重為68 t，機(jī)身運(yùn)輸寬度僅為2.8 m，且總功率僅為336 kW，全新的設(shè)計(jì)理念進(jìn)一步降低了客戶的投資成本和運(yùn)維成本。

圖1 MB380 掘錨一體機(jī)結(jié)構(gòu)

表1 MB380 掘錨一體機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

（3）獨(dú)特的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，既保證了臨時(shí)支護(hù)空頂距，又增加了錨桿司機(jī)的操作空間。臨時(shí)支護(hù)油缸上鉸接點(diǎn)設(shè)置在支護(hù)頂板后側(cè)，這種設(shè)計(jì)可在不減小臨時(shí)支護(hù)空頂距情況下避免鏟板與臨時(shí)支護(hù)油缸空間緊張情況，保證了犁式鏟板的裝煤效果。臨時(shí)支護(hù)油缸下鉸接點(diǎn)設(shè)置在履帶架上方，這種設(shè)計(jì)避免了因傳統(tǒng)設(shè)計(jì)臨時(shí)支護(hù)底座因底板條件差引起的損壞故障，同時(shí)取消了利用反作用撐桿抬起的臨時(shí)支護(hù)底板結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化。臨時(shí)支護(hù)頂板取消了傳統(tǒng)的自適應(yīng)巷道頂板結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化為橫梁結(jié)構(gòu)。臨時(shí)支護(hù)后回轉(zhuǎn)點(diǎn)鉸接在機(jī)身中部，減小了臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)尺寸。

（4）截割部采用2 臺(tái)100 kW 的電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)。截割電機(jī)外置且橫向布置，便于檢修和維護(hù)。截割電機(jī)體積較小，為錨桿支護(hù)前擺提供了足夠的空間，減小了空頂距，頂錨桿、錨索最小空頂距為1.5 m。

（5）運(yùn)輸部采用了一臺(tái)36 kW 電機(jī)后驅(qū)布置，小的輸送槽間距滿足了單臺(tái)電機(jī)功率要求，同時(shí)進(jìn)一步提高側(cè)幫鉆機(jī)一次成孔深度。

（6）頂板錨鉆裝置采用獨(dú)特的連桿式鉆架高度調(diào)整機(jī)構(gòu)，既滿足低采高時(shí)的通過(guò)性，又滿足大采高的支護(hù)要求。頂錨裝置安裝座鉸接在履帶架前伸處。

3 應(yīng)用情況

3.1 工程地質(zhì)概況

MB380 掘錨一體機(jī)在山西焦煤霍州煤電三交河礦10—2032 工作面順槽進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。

該順槽位于10#煤層中，沿10#煤頂板掘進(jìn)。10#煤厚1.4～2.3 m，偽頂為泥巖（厚0.1～0.3 m），直接底為泥巖（厚0.6～1.3 m），直接頂為泥巖（平均厚1.2 m），老頂為K2 灰?guī)r（厚6～9.5 m）[6]。

該順槽毛斷面4.2 m×3 m，采用錨索+鋼帶+網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)：頂板支護(hù)采用全錨索支護(hù)，四四矩形布置，其中1#、4#錨索采用Φ21.6 mm×4200 mm 的鋼絞線，2#、3#錨索采用Φ21.6 mm×7200～10 200 mm 的鋼絞線，間距分別為1125 mm、1350 mm、1125 mm，間距1000 mm（圖2）。頂部鋪設(shè)2200 mm×1300 mm的鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)孔規(guī)格為100 mm×100 mm。每排頂錨索壓一根鋼帶，鋼帶長(zhǎng)度為3800 mm。兩幫錨桿采用Φ18 mm×2000 mm 的左旋螺紋鋼錨桿，三三布置，間排距800 mm×1000 mm。

圖2 巷道斷面支護(hù)布置

3.2 應(yīng)用效果

該機(jī)應(yīng)用半年以來(lái)，巷道進(jìn)尺從180 m 提高到451 m，最高日進(jìn)尺18 m，最高班進(jìn)尺6 m，平均日進(jìn)尺16.8 m[6]。

4 存在的問(wèn)題及改進(jìn)方向

（1）側(cè)幫鉆臂一次成孔深度小，支護(hù)效率低。該機(jī)在4.2 m 截寬時(shí)一次成孔深度為1.1 m，僅能安裝0.5 鉆桿，2 m 鉆孔深度需要拆接4 次鉆桿，降低了支護(hù)效率。且因機(jī)身結(jié)構(gòu)限制，中間和下部錨桿安裝時(shí)與機(jī)身干涉，故該兩處錨桿滯后由作業(yè)人員采用氣動(dòng)手持鉆機(jī)安裝。故應(yīng)探索鉆箱中空布置形式，并優(yōu)化鉆機(jī)姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)。

（2）機(jī)身尺寸影響探水作業(yè)。受掘錨一體機(jī)滾筒和鏟板寬度限制，前探設(shè)備無(wú)法在進(jìn)出迎頭。故應(yīng)探索探水鉆機(jī)與掘錨一體機(jī)集成化。

（3）1.5 m 左右空頂距仍無(wú)法適應(yīng)頂板較差地質(zhì)條件，應(yīng)將最優(yōu)空頂距應(yīng)控制在0.5 m 以內(nèi)。故應(yīng)探索小空頂距掘錨一體機(jī)。

5 結(jié)語(yǔ)

MB380 掘錨一體機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)滿足了掘錨一體機(jī)輕量化機(jī)身、小斷面巷道掘進(jìn)的要求。不過(guò)，該機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用并不理想，一些技術(shù)難點(diǎn)仍需要深入研究，以適應(yīng)我國(guó)頂板較差的地質(zhì)條件。