李 峰

（西山煤電建筑工程集團(tuán)有限公司礦建分公司，山西 太原 030000）

引言

伴隨著中國高效率、集約化礦井的建立，連續(xù)采煤機(jī)在雙巷掘進(jìn)工作面取得了廣泛應(yīng)用。雖然巷道的掘進(jìn)速度在大幅度上升，但是存在錨桿支護(hù)效率低問題，阻礙了掘進(jìn)成巷速度[1]。針對該問題，一種四臂錨桿鉆車在煤礦中得到廣泛應(yīng)用。該設(shè)備是一種連續(xù)采煤機(jī)之后配套的支護(hù)設(shè)備，它的工作原理是當(dāng)雙巷掘進(jìn)工作時(shí)，配合連續(xù)采煤機(jī)，共同完成巷道頂錨桿支護(hù)的作業(yè)。四臂錨桿鉆車在煤礦行業(yè)中的廣泛使用，為煤礦企業(yè)發(fā)展、提高掘進(jìn)效率、提升工作面安全性有很大意義。

1 四臂錨桿鉆車整體結(jié)構(gòu)

該設(shè)備是由三部分組成，分別是機(jī)、電、液。該設(shè)備的前端是由一字形并排的四個(gè)錨桿鉆機(jī)組成，之所以這樣設(shè)計(jì)，是可以在同一個(gè)時(shí)間內(nèi)，使四根頂錨桿平行作業(yè)，這將會(huì)大大提升錨桿支護(hù)速度。另一方面，垂直升降的工作平臺(tái)被整合進(jìn)入設(shè)備，這就可以適用于多種錨桿鉆車支護(hù)范圍的多種巷道高度，進(jìn)行常規(guī)的頂錨桿工作[2]。鉆車結(jié)構(gòu)，見圖1。

圖1 四臂錨桿鉆車結(jié)構(gòu)圖

1.1 錨鉆部及平移滑動(dòng)箱體部

鉆車的核心組成部分是錨鉆部及平移滑動(dòng)箱體部（見圖2）。根據(jù)圖2 可知，四臺(tái)錨桿鉆機(jī)垂直擺放，在作業(yè)中前后擺動(dòng)油缸，平滑移動(dòng)箱體部內(nèi)的左右角度，可以更好地起到對巷道頂板錨桿支護(hù)的作用。通過前后、左右擺動(dòng)，也可以精準(zhǔn)地調(diào)整錨桿鉆機(jī)的角度。為滿足不同巷道寬度的支護(hù)要求，左側(cè)、右側(cè)滑動(dòng)箱體可帶動(dòng)外側(cè)兩個(gè)錨桿鉆機(jī)進(jìn)行外側(cè)滑移。

圖2 錨鉆部及平移滑動(dòng)箱體部結(jié)構(gòu)圖

1.2 本體部及行走部

整車行走、承重整個(gè)設(shè)備的質(zhì)量、布置液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、卷纜裝置主要是依靠本體部和行走部。左行走部、右行走部主要依靠螺栓連接本體部[3]（見圖3）。

圖3 連接部結(jié)構(gòu)圖

1.3 工作平臺(tái)

為了方便操作人員在煤礦作業(yè)面進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，同時(shí)滿足不同巷道高度的頂板支護(hù)要求，可以調(diào)整錨鉆部及平滑移動(dòng)箱體部的作業(yè)面高度。為確?，F(xiàn)場所有一線施工人員的安全，在工作平臺(tái)上方，必須設(shè)置有確保操作人員安全的頂棚。設(shè)備采用的是垂直升降的工作方式，具體的行為是依靠油缸升降來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)平臺(tái)的上下運(yùn)行，導(dǎo)向裝置是本體部導(dǎo)向柱及垛架，具體的工作平臺(tái)的升降高度極限可達(dá)到1 000 mm（見圖4）。

圖4 工作平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

1.4 除塵系統(tǒng)

該系統(tǒng)為負(fù)壓、三級(jí)過濾的干式除塵系統(tǒng)。三級(jí)過濾過程中灰塵會(huì)經(jīng)過旋流器、迷宮式積塵箱、過濾網(wǎng)三層進(jìn)行逐級(jí)過濾。使用三級(jí)過濾極大地預(yù)防了煤礦作業(yè)過程中粉塵大量飛揚(yáng)與擴(kuò)散，有效地控制了粉塵給人體造成的傷害，很好地改善了煤礦作業(yè)過程中的環(huán)境。

1.5 卷纜裝置

該裝置為一次性卷纜，并充分采用全自動(dòng)電纜卷放裝置，長度為180 m，并配置了大直徑卷纜滾筒。該裝置有排纜器、空纜保護(hù)裝置、滿纜保護(hù)裝置，方便長距離調(diào)車功能，確保在使用卷放過程中的安全性。

2 煤礦用四臂錨桿鉆車實(shí)際展現(xiàn)

四臂錨桿鉆車是煤礦井下實(shí)現(xiàn)錨桿支護(hù)機(jī)械化作業(yè)的主要設(shè)備。其設(shè)計(jì)初衷是用于連續(xù)采煤機(jī)雙巷掘進(jìn)工作面的頂錨桿支護(hù)工作中，協(xié)同連續(xù)采煤機(jī)共同進(jìn)行采掘工作，實(shí)現(xiàn)兩條巷道內(nèi)的交替快速采掘作業(yè)。同時(shí)，該設(shè)備還可以同煤礦中巷道的六臂幫錨桿及頂錨索鉆車配合進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)巷道全斷面支護(hù)作業(yè)的快速完成。這將極大地減少人員的工作強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本，掘進(jìn)的效率也能得到顯著提高。

在采掘工作中巷道工作面的支護(hù)過程中，該設(shè)備協(xié)同煤礦巷道中的六臂幫錨桿及頂錨索鉆車共同在旁側(cè)巷道內(nèi)工作，有序完成支護(hù)工作的頂錨桿、幫錨桿和頂錨索等工序。一旦一次截煤循環(huán)作業(yè)在連續(xù)采煤機(jī)工作下結(jié)束，并且支護(hù)作業(yè)在兩臺(tái)錨桿鉆車協(xié)助下結(jié)束，這兩組設(shè)備將會(huì)進(jìn)行巷道交換，隨后繼續(xù)進(jìn)行各自的采掘工作和支護(hù)工作。

3 煤礦用四臂錨桿鉆車的工業(yè)應(yīng)用

2018 年初，在陜西某煤礦使用四臂錨桿鉆車進(jìn)行設(shè)備的試運(yùn)行。該礦由于特殊的地質(zhì)環(huán)境及其他因素，經(jīng)常出現(xiàn)兩個(gè)巷道冒頂片幫問題，同時(shí)由于采掘空間的問題，使得連續(xù)采煤機(jī)每個(gè)循環(huán)最多進(jìn)尺6 m。

煤礦用四臂錨桿鉆車被應(yīng)用到該礦后穩(wěn)定運(yùn)行，截至2019 年底共累計(jì)掘進(jìn)巷道21 km。以上數(shù)據(jù)可以證明并體現(xiàn)出該設(shè)備的優(yōu)越性，極大地提高工作面支護(hù)工作效率。通過使用該設(shè)備，為煤礦開采作業(yè)減少了人工成本，提高了整體掘進(jìn)效率，帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益；該設(shè)備在機(jī)械化、自動(dòng)化程度及較高的性能得到業(yè)界的認(rèn)可，同時(shí)該設(shè)備降低了支護(hù)操作人員的工作強(qiáng)度，確保了安全性。

4 結(jié)語

四臂錨桿鉆車設(shè)備的的研制和成功使用，首先證明了其在雙巷掘進(jìn)工作中對支護(hù)效率提升的巨大意義。其次該設(shè)備為煤炭開采領(lǐng)域提供了一種高效、安全、實(shí)用性高的煤礦巷道支護(hù)方式，是當(dāng)今較為安全先進(jìn)的巷道支護(hù)技術(shù)。最后煤礦用四臂錨桿鉆車的設(shè)計(jì)和使用緩解了開采比例失調(diào)和安全性等問題，為企業(yè)取得了良好的效益，同時(shí)為雙巷掘進(jìn)的快速發(fā)展作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。