掘進巷道機械設備配套選型及應用

武文豪

（晉能控股煤業集團雁崖煤業大同有限公司， 山西 大同 037031）

1 塔山三盤區5311 巷概況

塔山三盤區5311 巷南部走向布置，巷道西部為2311 巷，北部為三盤區大巷，東部及西部為實煤區。5311 巷長度為1 400 m，巷道斷面規格為寬×高=4.8 m×3.7 m，巷道掘進煤層為石炭系3 號-5 號煤層，煤層平均厚度為11.7 m，施工巷道從三盤區輔運巷開口沿煤層底板進行掘進。

5311 巷掘進區域地質條件復雜，巷道在掘進過程中預計揭露2 條正斷層，斷層平均落差為1.4 m，平均傾角為42°，斷層對巷道掘進影響不大；根據鉆探資料顯示，巷道在400～800 m 段存在煌斑巖侵入現象，對巷道掘進影響較大。

5311 巷采用綜合機械化掘進工藝，采用EBZ 型掘進機進行掘進，采用帶式輸送機進行運煤，采用液壓錨桿機進行鉆孔施工，采用錨桿（索）進行頂板支護，為了保證巷道安全快速掘進，降低巷道內設備故障率，提高巷道圍巖穩定性，決定對巷道內機械設備配套選型進行分析研究。

2 巷道內支護設備及支護參數

5311 巷掘進期間采用綜合機械化掘進工藝，巷道內設備主要由掘進機、轉載機、帶式輸送機、液壓鉆機、隔爆開關、應急水泵、綜合保護開關、局部通風機、移動變壓器等[1]。

1）掘進機型號及參數：巷道內主要采用EBZ260型掘進機進行掘進，掘進機總長度為12.63 m，牽引力為605 kN，臥底深度為300 mm，爬坡能力為±18°，可切割巖體硬度為110 MPa，電機截割功率為200 kW，生產能力為4.3 m3/min，供電電壓為1 140 V。

2）轉載機：轉載機設計長度為16 m，主要由電滾筒、阻燃輸送帶、轉載機架、擋煤裝置、跑車、托輥等部分組成，轉載機尾部與掘進機連接，頭部采用跑車與過渡架活動連接，轉載機采用功率為11 kW 電滾筒驅動，采用掘進機電控箱進行供電。

3）帶式輸送機：5311 巷掘進過程中采用的帶式輸送機型號為SSJ-800 型，輸送機電機功率為40 kW，輸送帶寬度為0.8 m，輸送機主要由卸載滾筒、驅動滾筒、阻燃輸送帶、H 架、清帶器、電機、減速機等部分組成[2]。

4）液壓鉆：工作面采用的液壓鉆機型號為MYT-190/240 型，配套設備主要由BMYT2A 型雙泵液壓泵站和進回油膠管，液壓鉆機額定壓力為17 MPa，額定流量為45 L/min，額定扭矩為190 N·m，額定轉速為240 r/min，最大推進行程為1.97 m；泵站電機功率為18.5 kW，電壓為380 V。

5）局部通風機：5311 巷采用的是變頻局部通風機，共計兩臺，風機功率為55 kW，風機可根據巷道掘進深度風機可自動變頻，實現風機自動控制風速的目的，利用直徑為1.2 m 柔性風筒將風量引進至工作面，相鄰兩節風筒之間采用拉鏈式連接。

3 巷道內機電設備配套應用

3.1 巷道掘進前期運輸系統

由于5311 巷采用東西走向布置，巷道開口位置位于運輸大巷，運輸大巷東部依次為膠帶大巷、回風大巷，膠帶大巷與運輸大巷預留30 m 保護煤柱，為了保證巷道掘進具有穩定的運輸系統，在5311 巷開口對面幫預先施工一個皮輔聯巷，聯巷長度為30 m，寬度為4.5 m，高度為3.7 m。皮輔聯巷掘進貫通后采用掘進機進行5311 巷掘進施工，巷道在前50 m 掘進過程中采用裝載機將煤矸運輸至膠帶大巷上。

3.2 高架皮帶施工

5311 巷掘進50 m 后采用裝載機運煤時運距長、運輸效率低且安全系數低，決定在巷道內安裝一部SSJ-800 型帶式輸送機，輸送機機頭與盤區輸送機搭接，帶式輸送機機尾安裝5311 巷50 m 處；采用傳統方法安裝該輸送機時輸送機需橫穿輔運大巷，不利于輔運大巷行車及行人，所以決定在巷道內安裝高架皮帶。

1）高架皮帶即在輔助運輸大巷上架設高架橋，然后在高架橋上安裝帶式輸送機，從而解決了傳統輸送機安裝時對運輸大巷行人、行車影響的技術難題。

2）高架橋主要由高架腿、高架橋面、高低腿等部分組成，高架腿主要由兩根長度為2.6 m 工字鋼梁焊接而成，高架腿成H 型，寬度為1.5 m；兩架高架腿分別安裝在5311 巷開口以及皮輔聯合開口處[3-4]。

3）高架橋面主要由兩根長度為5.0 m 工字鋼梁以及10 根長度為1.5 m 槽鋼組成，橋面與高架腿之間采用卡纜進行固定，高架橋面安裝后在橋面上鋪設木板；高架腿兩側各安裝10 組高低腿，高低腿安裝后成8°斜坡，直至過渡至與普通H 架對接。

3.3 巷道掘進設備配置

1）5311 巷掘進50 m 后在皮輔聯巷以及5311巷內安裝一部SSJ-800 型帶式輸送機，巷道掘進50 m 后按設計拐彎需掘進回風繞道，回風繞道設計長度為150 m，回風繞道前50 m 掘進時，采用耙巖機與巷道內輸送機聯合出煤；回風繞道掘進50 m 后在回風繞道內安裝第二部帶式輸送機，并與頭部輸送機搭接聯合出煤。

2）5311 回風繞道掘進到位后5311 巷繼續掘進，此時拆除回風繞道內帶式輸送機，當5311 巷掘進長度達100 m 時，在5311 巷內安裝第二部帶式輸送機，第二部輸送機機頭與二部輸送機機尾固定搭接。

3）在第二部帶式輸送機機頭處安裝8 組伸縮裝置，共計長度為24 m，伸縮裝置內可儲存輸送帶長度為50 m，二部輸送機尾部安裝8 組過渡架，長度為24 m，過渡架上安裝電纜框以及以及通過轉載機跑車與轉載機連接[5]。

4）轉載機與EBZ260 型掘進機連接，掘進機載割煤過程中在前移、后退過程中轉載機可在過渡架上自由移動；隨著工作面延伸轉載機在過渡架上移動距離逐漸縮短，可通過伸縮裝置延長輸送帶長度，然后利用掘進機對帶式輸送機進行自動移尾，如圖1 所示。

圖1 5311 巷掘進期間設備布置平面示意圖

4 結語

在機械化掘進工作面中機電設備應用相對較多，若巷道在掘進過程中機電設備配置不合理，不僅增加設備故障率，降低了巷道掘進效率，而且很容易發生重大機電事故，所以掘進巷道設備合理配置，對巷道安全快速掘進起著重要作用；5311 巷掘進期間通過合理優化工作面機電設備配置，巷道在后期掘進過程中煤流系統運行穩定，各類設備可協調運行，巷道掘進效率達11.2 m/d，取得了顯著應用成效。