趙棟梁

（淮北礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)管理部，安徽 淮北 235000）

淮北礦業(yè)針對地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、采深大、地壓大、瓦斯大等客觀條件，以綜掘掘錨護(hù)一體機(jī)為研究方向進(jìn)行攻關(guān)破題，解決采掘接替失衡矛盾。第一代EBZ220MH掘錨護(hù)一體機(jī)為“龍門”式，以綜掘機(jī)截割部為平臺整合錨護(hù)裝置為一體，但該形式一體裝備存在機(jī)體重量大、視線受阻、支護(hù)效率低等問題，工程試驗效果一般。

經(jīng)過反復(fù)調(diào)研，在袁店一井煤礦東翼軌道大巷試用MHY-260掘錨護(hù)一體機(jī)，綜掘機(jī)僅作為錨護(hù)裝置移動平臺，綜掘機(jī)與錨護(hù)裝置系統(tǒng)、功能分離，實現(xiàn)了減少人員、提高效率、本質(zhì)安全等預(yù)期效果。

1 巷道技術(shù)概況

袁店一井煤礦東翼軌道大巷埋深-748.0m，設(shè)計施工層位于32煤層頂板78～145m，巖性為砂巖（淺灰色，中厚層狀，細(xì)粒，成分以石英、長石為主，分選性中等，緩波狀層理，含有菱鐵鮞粒，鈣質(zhì)膠結(jié)）和泥巖（深灰色，塊狀，局部含有粉砂質(zhì)，見有少量植物化石）。東翼軌道大巷支護(hù)斷面圖如圖1所示。

圖1 東翼軌道大巷支護(hù)斷面圖

設(shè)計工程量3328m,0.5%上坡施工，采用錨網(wǎng)索噴+深、淺孔注漿聯(lián)合支護(hù)形式，巷道斷面凈寬×凈高=5200×4200mm，直墻半圓拱型。

支護(hù)參數(shù)：支護(hù)錨桿采用GM22/2800-490螺紋鋼高強(qiáng)錨桿，錨桿間排距為800×800mm，矩形布置；錨索規(guī)格YMS17.8/6.3-1860，間排距2400×1500mm。

2 主要技術(shù)特點(diǎn)及功能

2.1 主要技術(shù)特點(diǎn)

（1）錨護(hù)與綜掘機(jī)分離布置，不更換截割部升級改造技術(shù)，不影響掘進(jìn)機(jī)基本性能，未增加用戶的無效成本。

（2）錨護(hù)與掘進(jìn)兩系統(tǒng)分離。龍門大距離推移，避免了工作時的相互影響，從而解決了系統(tǒng)不匹配的矛盾。

（3）錨桿支護(hù)技術(shù)革新。應(yīng)用空心馬達(dá)錨桿鉆機(jī)技術(shù)，額定扭矩300N·m、轉(zhuǎn)速400r/min，可實現(xiàn)深度≤2600mm鉆孔不續(xù)接鉆桿施工，同時噪聲≤30db（A）。

（4）錨護(hù)系統(tǒng)設(shè)計高效。設(shè)計了龍門大距離推移倍速機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)了上頂下支負(fù)載敏感聯(lián)動，橫梁上下水平定位，鉆機(jī)快速定位、鉆孔、錨固等功能，創(chuàng)造性實現(xiàn)一次定位雙排施工錨桿功能。

2.2 主要技術(shù)參數(shù)

錨護(hù)裝置主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 錨護(hù)裝置主要技術(shù)參數(shù)

2.3 主要功能及結(jié)構(gòu)

2.3.1 主要功能

綜掘機(jī)與錨護(hù)裝置結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)分離布置，錨護(hù)一體機(jī)基本是一套獨(dú)立機(jī)構(gòu)，依靠左右推出主臂安裝在掘進(jìn)機(jī)兩側(cè)的履帶架上，左右推出主臂前端安裝龍門架，龍門架上裝有兩臺錨桿機(jī)。掘進(jìn)機(jī)截割工作時，左右推出主臂回收，龍門架回收到回轉(zhuǎn)臺上方，不影響掘進(jìn)機(jī)截割工作。當(dāng)需要錨護(hù)系統(tǒng)打孔時，左右推出主臂前推，帶動龍門架前移到截割頭前方，完成臨時支護(hù)后錨護(hù)機(jī)開始打孔工作。

2.3.2 整機(jī)結(jié)構(gòu)

MHY-260掘錨護(hù)一體機(jī)由EBZ260綜掘機(jī)和錨護(hù)一體裝置兩大部分組成，其中錨護(hù)一體機(jī)共由6大結(jié)構(gòu)組成：左右主臂、左右立柱、橫梁、雙液壓鉆機(jī)、液壓控制系統(tǒng)、臨時支護(hù)。如圖2所示。

圖2 分體式掘錨護(hù)一體機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

3 施工工藝

3.1 操作工序

掘進(jìn)成巷→出矸→啟動油泵電機(jī)→推出左右主臂，伸出臨時支護(hù)桁架→移動橫梁至合適高度然后固定→操作錨桿機(jī)打眼→安裝錨桿→臨時支護(hù)桁架歸位→清理、收回大臂→收尾。

3.2 操作規(guī)范

（1）綜掘機(jī)截割成巷（毛斷面）達(dá)到設(shè)計要求，施工進(jìn)度達(dá)到兩個設(shè)計排距時，停止截割掘進(jìn)，把迎頭礦渣清理干凈，達(dá)到錨護(hù)機(jī)施工條件要求，綜掘機(jī)閉鎖。

（2）錨護(hù)機(jī)臨時支護(hù)桁架兩側(cè)伸展，金屬網(wǎng)鋪滿桁架，金屬網(wǎng)用鐵絲連接牢固，金屬網(wǎng)露出臨時支護(hù)桁架前后兩端200mm。

（3）大臂向前平行推移到臨時支護(hù)桁架超過永久支護(hù)200mm即停止。啟動上下支撐，把臨時支護(hù)桁架頂緊（底板松軟時，下支撐地靴下墊300mm×200mm×150mm厚木塊，支平墊穩(wěn)，防止大臂傾斜不平），支撐油缸閉鎖。

（4）橫梁上下移動到巷道起拱線位置即停，移動油缸閉鎖，橫梁固定。

（5）錨桿孔施工。移動液壓錨桿鉆機(jī)到巷道中心位置，移動馬達(dá)到夾持器處，打開馬達(dá)、夾持器上鉆桿、鉆頭、水套，鉆桿超過夾持器150～200mm，夾持器加緊鉆桿，向后移動馬達(dá)（馬達(dá)距夾持器≤800mm），馬達(dá)加緊鉆桿，打開夾持器。移動錨桿鉆機(jī)豎立，慢速啟動鉆機(jī)，鉆桿通水，向上移動鉆機(jī)滑道對準(zhǔn)開孔位置開孔，開孔深150～200mm后，可全速開動鉆機(jī)打孔。

（6）錨桿安裝施工。錨桿孔施工完成后，退出鉆桿，馬達(dá)向后移動到最大距離，馬達(dá)上裝入錨桿安裝套。人站立在橫梁平臺上，把錨桿穿過夾持器上托盤，錨桿頂住錨固藥卷送入孔內(nèi)，錨桿緊固端放入錨桿安裝套，移動夾持器端頂住巖壁，馬達(dá)向前推進(jìn)錨桿（向前推進(jìn)時，不要轉(zhuǎn)動鉆機(jī)，以防藥卷破損凝固），馬達(dá)距夾持器700mm時，快速轉(zhuǎn)動鉆機(jī)攪拌藥卷，同時快速推進(jìn)鉆機(jī)，一直到錨桿安裝套擰緊錨固螺母為止。

（7）錨固施工完成后，把鉆機(jī)收到中間位置平放，橫梁移動到大臂以上位置，收起上下支撐缸，臨時支護(hù)桁架歸位，用棉絲清理大臂粉塵，最后后移大臂，直到大臂收緊，支護(hù)結(jié)束。

4 存在問題及改進(jìn)方法

（1）臨時支護(hù)體積大，綜掘機(jī)截割出矸左右移動空間小，兩幫滯留矸石多，截割出矸耗時長，滯留矸石需要人工清理。改進(jìn)方案：增加綜掘機(jī)鏟板寬度，提高收矸、出矸效率。

（2）錨護(hù)一體機(jī)兩臺錨桿鉆機(jī)軸向距離固定，當(dāng)巖性變化需調(diào)整支護(hù)排距時無法調(diào)整，支護(hù)參數(shù)調(diào)整困難。改進(jìn)方案：錨桿鉆機(jī)固定點(diǎn)設(shè)置軸向可移式，靈活調(diào)整軸向距離。

（3）臨時支護(hù)收縮后體積大，與巷道頂板間隙較小，綜掘機(jī)前后移動時剮蹭風(fēng)筒，風(fēng)筒距離迎頭較遠(yuǎn)，除塵效果較差。改進(jìn)方案：在降低風(fēng)筒通風(fēng)斷面情況下，改變風(fēng)筒形式或由單一風(fēng)筒變?yōu)槎喾种π嗝骘L(fēng)筒，適應(yīng)裝備布置。

（4）鉆機(jī)橫梁位置遮擋綜掘機(jī)司機(jī)截割視線。改進(jìn)方案：改進(jìn)橫梁尺寸及位置或綜掘機(jī)升級為具備記憶截割智能化功能。

（5）掘錨護(hù)一體施工需一次全斷面截割成型，錨護(hù)裝置對迎頭空間要求較高，在巖性變差需提前施工頂板骨架撞楔時，全斷面截割端面裸露范圍大，人員操作需搭建平臺，操作工序復(fù)雜且安全風(fēng)險大。改進(jìn)方案：在錨護(hù)一體裝置上加裝可靈活拆卸施工撞楔的鉆機(jī)。

5 應(yīng)用效果

（1）實現(xiàn)本質(zhì)安全。錨護(hù)一體設(shè)計理念，人員始終在機(jī)械臨時支護(hù)下，錨桿支護(hù)通過液壓閥操控，僅更換錨桿、裝填錨固劑時需人工操作，達(dá)到了人少則安的目標(biāo)，安全可靠。

（2）減少職工勞動強(qiáng)度。綜掘機(jī)截割、出矸，錨護(hù)一體機(jī)機(jī)械化臨時支護(hù)和錨桿支護(hù)，職工僅需操作液壓閥和手柄即完成了掘進(jìn)主要工序施工，極大地降低了勞動強(qiáng)度，體力勞動降低80%。

（3）人均功效大幅提高。大斷面巖石掘進(jìn)巷道傳統(tǒng)綜掘施工，迎頭每班需8人以上操作風(fēng)動鉆機(jī)錨桿支護(hù)，采用新型掘錨護(hù)一體機(jī)后，僅需2人通過液壓手柄操作錨桿鉆機(jī)，2人在臨時支護(hù)下配合安裝錨桿，每班僅需4人進(jìn)行錨桿支護(hù)，人均功效提高1倍。

（4）提高掘進(jìn)單進(jìn)。錨護(hù)一體機(jī)采用液壓驅(qū)動，液壓錨桿鉆機(jī)相對風(fēng)動鉆機(jī)動力強(qiáng)，鉆進(jìn)速度快，錨桿安裝一次預(yù)緊力達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，一根錨桿相較于風(fēng)動鉆機(jī)施工節(jié)省4min，單月進(jìn)尺由原90m提高到110m。

（5）現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境得到改善。液壓錨桿鉆機(jī)運(yùn)行聲音小，減少噪聲污染。

6 結(jié)論

MHY-260掘錨護(hù)一體機(jī)是基于綜掘機(jī)為移動平臺，截割與錨支結(jié)構(gòu)分體的實現(xiàn)截割、運(yùn)輸、臨時支護(hù)、永久支護(hù)功能一體的安全高效掘進(jìn)成套裝備。經(jīng)過袁店一井煤礦東翼軌道大巷現(xiàn)場工程試驗，取得了預(yù)期效果，為解決礦區(qū)掘進(jìn)接替緊張局面提供技術(shù)支持，具有較好的推廣價值。