掘進(jìn)機(jī)在煤礦掘進(jìn)中的有效利用

孫軍

（龍煤集團(tuán)鶴崗分公司峻德煤礦，黑龍江 鶴崗 154111）

掘進(jìn)機(jī)在煤礦掘進(jìn)中的有效利用

孫軍

（龍煤集團(tuán)鶴崗分公司峻德煤礦，黑龍江 鶴崗 154111）

掘進(jìn)機(jī)在煤礦的使用，改變了煤礦傳統(tǒng)的掘進(jìn)方式，提高了工作面的工作效率，質(zhì)量、改善了工作環(huán)境，大幅度降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，解放了生產(chǎn)力。

掘進(jìn)機(jī)；掘進(jìn)機(jī)二運(yùn)；工程質(zhì)量；單進(jìn)速度；經(jīng)意效益

隨著煤礦科技的不斷發(fā)展，建設(shè)高產(chǎn)高效礦井的理念深入人心，掘進(jìn)機(jī)在峻德煤礦廣泛應(yīng)用，大幅度的提高了掘進(jìn)隊(duì)的單進(jìn)，解決了生產(chǎn)接續(xù)緊張的問題，已取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，有效地緩解了采掘接續(xù)緊張的局面。因此，進(jìn)一步提高煤巷及半煤巖巷的綜掘機(jī)的利用率是我礦煤巷當(dāng)前重要課題。

1 目前掘進(jìn)機(jī)破煤機(jī)理與缺點(diǎn)

掘進(jìn)機(jī)是掘進(jìn)工作面綜合機(jī)械化掘進(jìn)組成的一部分，綜合機(jī)械化掘進(jìn)就是以掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)及可伸縮帶式輸送機(jī)配備作業(yè)線進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。2010年5前，峻德礦掘進(jìn)系統(tǒng)是以掘進(jìn)機(jī)在場(chǎng)子頭施工，掘進(jìn)機(jī)后跟40T溜子，40T溜子搭接三運(yùn)皮帶，這種相對(duì)落后的運(yùn)輸方式，此種運(yùn)輸方式的缺點(diǎn)是：掘進(jìn)機(jī)割煤前施工人員需先延40T溜子槽，每使用70米需爬溜子延皮帶，笨重的溜子及皮帶，即增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，又浪費(fèi)了大量的時(shí)間。每月至少要預(yù)留出2至3天的爬溜子延皮帶時(shí)間，影響了單進(jìn)速度。

隨著掘進(jìn)生產(chǎn)工工藝的發(fā)展和改進(jìn)，此運(yùn)輸方式已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)連續(xù)性的需要，為此進(jìn)行了如下掘進(jìn)機(jī)配套使用的改進(jìn)：

2 掘進(jìn)機(jī)配套設(shè)備二運(yùn)的初步使用：

為解決掘進(jìn)施工時(shí)頻繁延溜子槽，我區(qū)使用了二運(yùn)和龍門架，二運(yùn)每節(jié)長3米，節(jié)與節(jié)之間使用連接銷連接，二運(yùn)尾部與掘進(jìn)機(jī)使用帶橫向和縱向的連接器連接。避免了掘進(jìn)機(jī)左右擺動(dòng)和施工正負(fù)坡時(shí)二運(yùn)龍門架掉道的麻煩。

二運(yùn)頭部使用龍門架支撐，龍門架下左右各兩個(gè)行走輪，在軌道上前后走動(dòng)。為避免行走時(shí)龍門架掉道，在行走輪的輪上設(shè)計(jì)輪圓。

2.1 掘進(jìn)機(jī)使用二運(yùn)的優(yōu)點(diǎn)：

⑴掘進(jìn)速度較高、機(jī)體靈活，可掘各種形狀和斷面的巷道。⑵降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度提高效率。⑶掘進(jìn)機(jī)二運(yùn)能整體進(jìn)退，便于裝運(yùn)煤的連續(xù)。⑷減少延溜子的次數(shù)，增加一次延溜子長度，每天大班延一次溜子并且延接溜子可達(dá)到10米以上。

2.2 此種二運(yùn)缺點(diǎn)：

⑴每70-80米撤一次溜子，抻一次皮帶，之后逐漸再延溜子，再撤溜子延皮帶，如此往復(fù)下去即。⑵延溜子撤溜子、延皮帶浪費(fèi)大量的人力抬槽抬鏈和溜子大件。⑶浪費(fèi)大量的時(shí)間，使生產(chǎn)達(dá)不到連續(xù)性。

2.3 掘進(jìn)機(jī)械化裝備的選擇

掘進(jìn)機(jī)在我礦的應(yīng)用越來越廣，如何發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)性能，需考慮型號(hào)的選擇。設(shè)備的選擇亦須“因地制宜”,即設(shè)備所具有的功能與合適的、能讓這些功能充分發(fā)揮的條件相匹配。掘進(jìn)機(jī)械化裝備的選擇可以從掘進(jìn)巷道圍巖性質(zhì)、斷面形狀等（如煤性、巷道斷面積、掘進(jìn)長度、支護(hù)方式）以及配套關(guān)系兩方面來考慮。通常情況下我們以巖性、掘進(jìn)長度和巷道斷面積作為設(shè)備選型的依據(jù)。

⑴按煤（硬度）性選擇

峻德煤礦煤層共計(jì)23層，現(xiàn)開采的煤層為3、9、17、21、22-1、23、27-1、28、30、33-1、35 等共計(jì)11個(gè)煤層（其它煤層在本區(qū)范圍內(nèi)不可采）

按煤層硬度劃分 3、17、21、23、27-1、28 均為中硬普氏系數(shù) F=3，9、30、33-1 均為硬煤普氏系數(shù)F=4；以EBJ-120（S1）中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)為例，該機(jī)經(jīng)濟(jì)切割強(qiáng)度≤60MPa（60MPa相當(dāng)于F=6）。

按煤（硬度）性選擇，我礦所開采的煤層均可適應(yīng)綜掘機(jī)切割。

⑵按巷道長度選擇

現(xiàn)在煤礦開采及煤層防火技術(shù)不斷的提高，采區(qū)設(shè)計(jì)理念有所轉(zhuǎn)變，采區(qū)巷道盡可能布置在煤層中，并且加大走向長度。這就為使用掘進(jìn)機(jī)提供條件。我礦煤巷掘進(jìn)已進(jìn)入二水平北部，二水平北部煤層比較穩(wěn)定且走向較長（有的是兩個(gè)采區(qū)聯(lián)合布置，跨上山開采），很適合掘進(jìn)機(jī)施工。尤其是我礦引進(jìn)了綜合機(jī)械化開采技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行開采,綜合機(jī)械化采煤的發(fā)展勢(shì)必帶動(dòng)煤巷掘進(jìn)機(jī)械化的提高，采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)來保障綜采接續(xù)是必然的趨勢(shì)。

當(dāng)巷道長度小于200米時(shí)，宜選擇普掘。

當(dāng)巷道長度大于200米小于300米時(shí)，應(yīng)考慮掘進(jìn)機(jī)施工。

當(dāng)巷道長度大于300米時(shí)，工期較緊應(yīng)采用掘進(jìn)機(jī)施工。

當(dāng)巷道長度大于400米時(shí)，應(yīng)采用掘進(jìn)機(jī)施工。

由于掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)輸、按裝需5--7天，時(shí)間較長，按裝時(shí)場(chǎng)子不能正常施工,但正常使用時(shí)掘進(jìn)速度較快。所以當(dāng)巷道長度較長，且工期要求較急時(shí)，掘進(jìn)機(jī)應(yīng)是比較好的選擇方案，而當(dāng)巷道長度較短，且工期不十分苛求時(shí)，就可選擇比較經(jīng)濟(jì)普掘方案。

⑶按巷道斷面積選擇

峻德煤礦回采掘進(jìn)單一分層和一分層都采用錨網(wǎng)支護(hù)，錨網(wǎng)支護(hù)占回采掘進(jìn)進(jìn)尺的90%以上，錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用有利于掘進(jìn)機(jī)械化的發(fā)展，并給掘進(jìn)機(jī)的使用提供足夠空間。我礦煤巷掘進(jìn)斷面均在8m2以上，故按8m2以上考慮掘進(jìn)機(jī)的選型依據(jù)。

掘進(jìn)斷面積在8-12m2時(shí)，宜選擇以輕中型掘進(jìn)機(jī)為主的綜掘作業(yè)線。石家莊煤機(jī)廠的EBZ-55輕型掘進(jìn)機(jī)由于截割頭不能伸縮，截割高度有限只適合8-10m2，石家莊煤機(jī)廠的EBZ-120中型掘進(jìn)機(jī)在二水平南三區(qū)17層回風(fēng)道施工，斷面12m2采用順山直角梯形，下寬4.0m、中高3.0m、煤層傾角超過26時(shí)，使用石家莊煤機(jī)廠的EBZ-120中型掘進(jìn)機(jī)時(shí)巷道斷面較大、可提高單位時(shí)間內(nèi)的掘進(jìn)速度,能夠滿足施工一次成巷。

掘進(jìn)斷面積大于12m2時(shí)，考慮到切割圍巖的可能性，及掘進(jìn)機(jī)的參數(shù)、性能，宜選擇以中重型掘進(jìn)機(jī)為主的綜掘作業(yè)線。

3 掘進(jìn)機(jī)切割速度與支護(hù)的時(shí)間比例

掘進(jìn)二區(qū)9202隊(duì)，在二水平南三區(qū)12層回風(fēng)巷施工使用EBJ-150（S1）中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，斷面為12m2,每循環(huán)進(jìn)刀0.7m，每循環(huán)切割時(shí)間為9分鐘，約合每米13分鐘，支護(hù)每片菱形網(wǎng)為1米、支護(hù)時(shí)間為40分鐘。切割時(shí)間占循環(huán)的1/4，支護(hù)時(shí)間占循環(huán)的3/4，將掘進(jìn)機(jī)后撤3-5米再將錨桿機(jī)人工扛至工作面接設(shè)風(fēng)、水管路后,才能啟動(dòng)錨桿機(jī)打眼,安裝錨桿,工作面的錨桿打設(shè)完畢后,再將錨桿機(jī)扛出,風(fēng)、水管路撤出,然后掘進(jìn)機(jī)再開進(jìn)工作面進(jìn)行新一輪的循環(huán)作業(yè)。由此可見提高掘進(jìn)速度就必須縮短支護(hù)時(shí)間，其一增加錨桿鉆機(jī)的臺(tái)數(shù)同時(shí)作業(yè)可相應(yīng)縮短支護(hù)時(shí)間；其二如能解決支護(hù)與切割的同步作業(yè)，就可大大提高單位時(shí)間內(nèi)的掘進(jìn)速度。

4 今后工作的設(shè)想與展望

目前，峻德煤礦現(xiàn)使用的掘進(jìn)機(jī)四臺(tái)，如何讓掘進(jìn)機(jī)性能得到最大限度發(fā)揮，其一要提高素質(zhì)、建立專業(yè)隊(duì)伍，加強(qiáng)維修、保養(yǎng)工作，要做到勤、細(xì)管理。其二條件允許時(shí)建立一個(gè)綜合隊(duì)，專門為綜掘隊(duì)服務(wù)負(fù)責(zé)按裝、撤出掘進(jìn)機(jī)，來保證提高綜掘隊(duì)的開機(jī)率。掘進(jìn)機(jī)施工如有條件可以在大巷、開門點(diǎn)處按裝，這需要在開拓設(shè)計(jì)上給予考慮。如沒有條件就得采用炮掘施工12－20米后進(jìn)行按裝，施工60－80米后方能按裝可伸縮帶式輸送機(jī)達(dá)到正常發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)性能，所以成立綜合隊(duì)負(fù)責(zé)這些工作是有必要的。如有條件保證配備完好的5臺(tái)掘進(jìn)機(jī)、4個(gè)綜掘隊(duì)、1個(gè)綜合隊(duì)，進(jìn)行科學(xué)、合理的調(diào)配，保證4臺(tái)掘進(jìn)機(jī)開機(jī)率并能正常發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)性能，1臺(tái)在備用面按裝或檢修,來保證接續(xù)能夠滿足生產(chǎn)需求。

近年來煤礦對(duì)煤巷機(jī)械化掘進(jìn)速度的要求越來越高，要實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)，一方面發(fā)展大功率掘進(jìn)機(jī)，一方面發(fā)展掘、錨、支一體化的綜掘機(jī)來完成掘、錨平行作業(yè)。掘錨機(jī)截割部在切割煤的同時(shí)機(jī)載上的錨桿機(jī)進(jìn)行鉆孔、安裝錨桿，一排錨桿安裝完畢，機(jī)器前進(jìn)進(jìn)行下一環(huán)作業(yè)。國外主要采煤國家己廣泛采用掘、錨、支一體化的綜掘機(jī)，并取得良好的效益。加速發(fā)展掘進(jìn)機(jī)械化--掘、錨、支一體化的綜掘機(jī)，是掘進(jìn)機(jī)械化技術(shù)發(fā)展方向之一，前景廣闊。

[1]李鳳儀.巖體開挖與維護(hù)[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

[2]胡湘宏.巷道施工技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

[3]徐永圻.煤礦開采學(xué)[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.

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