齊麗麗

（山西天巨重工機(jī)械有限公司， 山西 晉城 048000）

引言

當(dāng)前，國內(nèi)煤礦巷道掘進(jìn)一般采用的作業(yè)方式有掘進(jìn)機(jī)配套單體氣動錨桿鉆機(jī)、掘進(jìn)機(jī)配套液壓錨桿鉆車、掘錨一體機(jī)等，由于掘進(jìn)機(jī)或掘錨一體機(jī)在截割的過程中，設(shè)備機(jī)身一直處于擺動或移動的狀態(tài)，機(jī)組在掘進(jìn)的過程中錨桿支護(hù)裝備無法同步實(shí)現(xiàn)錨護(hù)作業(yè)，導(dǎo)致錨護(hù)設(shè)備在掘進(jìn)機(jī)割煤時處于停用的狀態(tài)，由此帶來的主要問題就是掘進(jìn)效率低、支護(hù)速度慢。因此，研究一種可實(shí)現(xiàn)掘支運(yùn)平行作業(yè)的設(shè)備成為解決當(dāng)下煤礦快速掘進(jìn)的關(guān)鍵所在。MZHB4-800/25 四臂錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組跟隨掘進(jìn)機(jī)或掘錨機(jī)同步進(jìn)行運(yùn)輸和錨桿錨索支護(hù)作業(yè)，掘支運(yùn)同步進(jìn)行，互不影響，大幅提升了掘進(jìn)效率[1]。

1 四臂錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組的組成及工作原理

四臂錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組屬于煤礦井下掘進(jìn)機(jī)（或掘錨機(jī)）配套設(shè)備，主要由行走部、左后鉆臂、機(jī)體部、左作業(yè)平臺、左前鉆臂、右作業(yè)平臺、右前鉆臂、右后鉆臂、油箱部、輸送部、護(hù)板操縱部、泵站部等部分構(gòu)成，如圖1 所示。巷道掘進(jìn)時，四臂錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組跟隨掘進(jìn)機(jī)同步進(jìn)行錨護(hù)及物料運(yùn)輸作業(yè)，大幅提升了掘進(jìn)支護(hù)效率[2]。

圖1 整機(jī)結(jié)構(gòu)圖

2 主要技術(shù)參數(shù)

工作范圍（寬×高）6 300 mm×4 000 mm；總裝機(jī)功率132 kW；行走方式為履帶式；行走速度10 m/min；爬坡能力±16°；鉆臂數(shù)量4 臺；鉆進(jìn)錨桿、錨索孔直徑Φ22～Φ42 mm；鉆進(jìn)錨桿、錨索孔深度20 m；鉆進(jìn)錨桿、錨索孔用鉆桿規(guī)格B19/B22；推進(jìn)器推進(jìn)行程1 660 mm；推進(jìn)器推進(jìn)速度5 m/min。

3 關(guān)鍵技術(shù)研究

MZHB4-800/25Y 煤礦用錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組集運(yùn)輸與錨桿支護(hù)為一體，采用履帶式行走，與邁步式臨時支護(hù)、掘進(jìn)機(jī)及二運(yùn)轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)配合作業(yè)。機(jī)組配套設(shè)置一套輸送溜槽和四套錨桿鉆臂，整機(jī)實(shí)現(xiàn)電液遙控控制，使用大功率電機(jī)為機(jī)組的液壓系統(tǒng)、機(jī)組照明、瓦斯監(jiān)測等提供動力；液壓系統(tǒng)采用知名品牌的負(fù)載敏感柱塞泵，質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定[3]。

3.1 輸送部

輸送部作為整個機(jī)組的物料運(yùn)輸基礎(chǔ)，主要由接煤斗、從動鏈輪、刮板鏈、溜槽、主動輪組、支撐油缸等組成。輸送部設(shè)置在機(jī)組的左右軸線上，一端與機(jī)體部前端絞接，另一端通過支撐油缸與機(jī)體部后端絞接；其中刮板鏈為中單鏈結(jié)構(gòu)；支撐油缸伸縮，推動輸送部調(diào)整二運(yùn)連接架的高度；配套作業(yè)的掘進(jìn)機(jī)將物料輸送至本機(jī)輸送部前端的接煤斗，液壓油為主動輪組的驅(qū)動馬達(dá)提供動力，以驅(qū)動封閉的刮板鏈沿輸送方向運(yùn)轉(zhuǎn)，從而物料運(yùn)輸至主運(yùn)輸皮帶，輸送部結(jié)構(gòu)如下頁圖2 所示。

圖2 輸送部結(jié)構(gòu)圖

3.2 鉆臂

機(jī)組前、后鉆臂共四臺，左右對稱分布，四臺鉆臂按前二后二方式布置，左右前鉆臂即可施工頂板錨桿孔，也可施工角錨桿孔、側(cè)幫錨桿孔等，后鉆臂主要補(bǔ)打滯后的幫錨桿孔，前后鉆臂配合作業(yè)、互為補(bǔ)充、互不干涉，大幅提升了錨護(hù)作業(yè)效能。

3.2.1 前鉆臂

前鉆臂采用懸臂式結(jié)構(gòu)，左右對稱布置安裝在機(jī)體前部平臺上，主要由鉆孔推進(jìn)器、擺動油缸Ⅰ、擺動油缸Ⅱ、調(diào)整機(jī)構(gòu)、伸縮總成、支撐油缸、回轉(zhuǎn)座、固定座等組成，前鉆臂與鉆孔推進(jìn)器連接，通過二者共同配合，完成鉆孔及緊固錨桿錨索動作，實(shí)現(xiàn)的動作主要有鉆臂上下升降、臂身向外回轉(zhuǎn)、鉆臂伸縮總成前后伸縮、推進(jìn)器左右旋轉(zhuǎn)、推進(jìn)器前后旋轉(zhuǎn)等。前鉆臂結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖3 前鉆臂結(jié)構(gòu)圖

3.2.2 后鉆臂

后鉆臂左右對稱安裝在機(jī)體部平臺中部位置，主要由滑動座、升降裝置、調(diào)整機(jī)構(gòu)和鉆孔推進(jìn)器組成，滑動座在滑移伸縮油缸的作用下可前后滑動，從而帶動安裝在其上的升降裝置和調(diào)整機(jī)構(gòu)前后滑動，滿足錨桿錨索施工過程中的前后不同位置排距要求；升降裝置的雙向油缸上下伸縮，帶動板式鏈繞鏈輪運(yùn)動，從而帶動調(diào)整機(jī)構(gòu)沿升降架上下滑移，滿足錨桿錨索施工過程中不同高度范圍的施工要求；調(diào)整機(jī)構(gòu)的擺動油缸回轉(zhuǎn)，帶動擺動油缸固定板旋轉(zhuǎn)，從而帶動鉆孔推進(jìn)裝置實(shí)現(xiàn)左右180°旋轉(zhuǎn)，同時配合調(diào)整油缸的伸縮桿伸縮，帶動鉆孔推進(jìn)裝置可以實(shí)現(xiàn)前后小角度調(diào)整，擺動油缸回轉(zhuǎn)配合調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整，可快速定位不同角度的頂幫錨桿錨索孔。后鉆臂結(jié)構(gòu)如圖4 所示。

圖4 后鉆臂結(jié)構(gòu)圖

3.3 站人作業(yè)平臺

站人作業(yè)平臺安裝在機(jī)組前端左右兩邊，主要由升降油缸、升降機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動和回轉(zhuǎn)平臺組成，站人作業(yè)平臺可實(shí)現(xiàn)升降、回轉(zhuǎn)等功能，其高度調(diào)節(jié)靈活，展開后站位面積大，且站人翻板采用防滑結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證了人員的站位安全及站位面積需求。站人作業(yè)平臺結(jié)構(gòu)如圖5 所示。

圖5 站人作業(yè)平臺結(jié)構(gòu)圖

3.4 電氣系統(tǒng)

機(jī)組電氣系統(tǒng)主要由真空電磁起動器、三相異步電動機(jī)、聲光信號器、LED 照明燈、急停按鈕、控制按鈕、隔爆電鈴、甲烷斷電儀及各電纜組成，電氣系統(tǒng)控制油泵電機(jī)的啟動、停止，提供各種保護(hù)、照明、急停、瓦斯閉鎖、監(jiān)測等功能，機(jī)組行走采用電氣遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)，接入隔爆接收器和手持遙控器，將智能化遙控等技術(shù)引進(jìn)電氣系統(tǒng)中，提升機(jī)組的操控性能。

3.5 液壓系統(tǒng)

機(jī)組液壓系統(tǒng)是由液壓泵站、操縱臺、液壓油缸、擺動馬達(dá)、油箱、閥組及相互聯(lián)接的液壓管路組成。整機(jī)的泵站是由一臺132 kW 三相異步電動機(jī)，驅(qū)動兩臺負(fù)載敏感柱塞泵，經(jīng)多路換向閥，將壓力油分別送給各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，來完成各部件的動作。液壓系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：驅(qū)動行走馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動機(jī)組實(shí)現(xiàn)行走；為輸送馬達(dá)提供動力；實(shí)現(xiàn)鉆臂部的升降、伸縮及推進(jìn)機(jī)構(gòu)的各種動作；提供施工鉆孔時所需的動力。

4 實(shí)際應(yīng)用效果分析

MZHB4-800/25 四臂錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組自2021 年1月開始在西山煤電西銘礦施工，巷道寬5.6 m、高3.8 m，頂錨桿每排7 根，排距1.5 m，幫錨桿每1.4 m 各3根，錨索工藝為2-1-2 形式布置，長度3 m。該四臂錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組施工位置如下頁圖6 所示，本機(jī)組與邁步式臨時支護(hù)、掘進(jìn)機(jī)、橋式轉(zhuǎn)載、可伸縮自移帶式輸送機(jī)配合作業(yè)。工作時，機(jī)組跟在已進(jìn)行臨時超前支護(hù)的掘進(jìn)機(jī)后面，掘進(jìn)機(jī)運(yùn)輸?shù)奈锪媳惠斔椭帘緳C(jī)輸送部的接煤斗內(nèi)，并通過本機(jī)組的輸送部及機(jī)尾的橋式轉(zhuǎn)載，輸送至可伸縮自移帶式輸送機(jī)上；同時，本機(jī)組的四套鉆臂通過升降、伸縮定位不同位置的頂幫錨桿錨索孔，完成錨桿支護(hù)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)掘支運(yùn)平行作業(yè)。最高日進(jìn)尺達(dá)到10 m，最高月進(jìn)尺達(dá)到300 m，日均進(jìn)尺由原來的5 m 提升至10 m（每月按30 d 算），掘進(jìn)速度大幅提高。

圖6 MZHB4-800/25 四臂錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組施工位置圖

5 結(jié)語

四臂錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組掘進(jìn)機(jī)配套使用，掘進(jìn)機(jī)在前面進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)的同時，四臂錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組中間輸送部完成物料的連續(xù)運(yùn)輸，同時，四臂錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組兩側(cè)設(shè)置的四臺鉆機(jī)進(jìn)行全斷面錨桿、錨索支護(hù)，實(shí)現(xiàn)掘支運(yùn)平行作業(yè)。該種平行作業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)了多工序平行作業(yè)，減少了各工序間施工的影響，使各工序銜接更加緊密，有效提升了礦井生產(chǎn)的單進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)工作面生產(chǎn)班連續(xù)作業(yè)。同時，機(jī)組采用新型視距遙控系統(tǒng)，在解決煤礦掘進(jìn)安全高效和降低工人勞動強(qiáng)度方面都有其明顯的優(yōu)勢。