淺談EBZ-160掘進(jìn)機(jī)在煤巷掘進(jìn)中的施工應(yīng)用

李繼祥

（中煤礦山建設(shè)集團(tuán)，安徽淮北235000）

淺談EBZ-160掘進(jìn)機(jī)在煤巷掘進(jìn)中的施工應(yīng)用

李繼祥*

（中煤礦山建設(shè)集團(tuán)，安徽淮北235000）

在煤礦建設(shè)中，對于地質(zhì)條件較為理想的煤礦巷道施工，采用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行煤巷的掘進(jìn)施工，運(yùn)用科學(xué)的施工方法和措施，可大大提高煤巷掘進(jìn)的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，保障了煤巷施工的工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)。

煤巷；EBZ-160掘進(jìn)機(jī)；掘進(jìn)施工應(yīng)用

目前，在我國煤礦巷道的掘進(jìn)方法主要有2種，一是爆破掘進(jìn)，二是掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)。爆破掘進(jìn)是我國傳統(tǒng)的煤礦巷道掘進(jìn)方法，主要適應(yīng)于巖巷、半煤巖巷等一些巖層較硬的巷道以及一些偏僻落后的小型煤礦的巷道掘進(jìn)。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)是機(jī)械化掘進(jìn)始用于20世紀(jì)80年代，它性能好、效率高、掘進(jìn)速度快、安全可靠。由于其高效、安全等優(yōu)點(diǎn)，在我國煤礦巷道的掘進(jìn)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

1　掘進(jìn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

（1）掘進(jìn)機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)就是掘進(jìn)速度快、生產(chǎn)效率高，其速率是鉆爆發(fā)的約3倍，大大提高了煤礦巷道掘進(jìn)的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）巷道質(zhì)量高，避免欠挖、超挖，用鉆爆法不易掌握，常出現(xiàn)巷道質(zhì)量問題。

（3）使用掘進(jìn)機(jī)對周圍的巖石振動(dòng)小，提高了安全性能；鉆爆法易對周圍巖層造成破壞，產(chǎn)生裂紋，降低巖層的安全度。另外井下易燃?xì)怏w多，易造成較大的安全事故。

（4）掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)穩(wěn)定，使用柱塞式變量泵和先導(dǎo)控制閥，高效節(jié)能。

（5）電控系統(tǒng)保護(hù)裝置齊全。

缺點(diǎn)：

（1）前期投入較大，要求施工人員的技術(shù)和管理水平高。

（2）機(jī)器的體積大，使用場所有一定的要求，對狹窄巷道施工難度較大，不適合短巷道的掘進(jìn)。

（3）在巷道掘進(jìn)中，當(dāng)巖石的硬度超過經(jīng)濟(jì)截割時(shí)，截齒損壞率高，機(jī)器故障多，截割效率低，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)增加。

因此，根據(jù)煤礦實(shí)際情況，地質(zhì)條件等因素，合理的采用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行巷道掘進(jìn)是提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)安全高質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。

2　工程概況

袁店礦礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為180×104t/a，煤炭資源較為豐富。煤層賦存穩(wěn)定。由于該礦的地質(zhì)條件較好，煤層較為理想，走向較長，總體為一單斜結(jié)構(gòu)，煤層平均厚度約為3.6m，有少量砂巖，適合采用掘進(jìn)機(jī)作為巷道掘進(jìn)施工。采掘巷道斷面為矩形，寬4m高3m，地質(zhì)條件較為簡單穩(wěn)定，巷道的掘進(jìn)支護(hù)為錨桿永久支護(hù)。

3　掘進(jìn)機(jī)的選型

EBZ-160型懸臂式掘進(jìn)機(jī)是新一代科技產(chǎn)品，它具有設(shè)計(jì)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、截割效率高等優(yōu)點(diǎn)。適用于煤巷、半煤巷以及巖層較軟的巷道掘進(jìn)施工。它由截割部、鏟板部、運(yùn)輸機(jī)、行走部、液壓系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等組成。能實(shí)現(xiàn)連續(xù)截割、裝載、運(yùn)輸?shù)裙δ堋Ｕ麢C(jī)功率248kW，截割功率可達(dá)160kW，截割面積5.5m×4.8m，最大定位截割面積達(dá)26m2，截割硬度最高可達(dá)80MPa，該機(jī)設(shè)計(jì)先進(jìn)、整體結(jié)構(gòu)合理。液壓系統(tǒng)采用恒功率負(fù)載敏感控制，不僅減少了能耗，而且大大提高了密封效果。各油缸動(dòng)作速度可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。截割頭采用國際一流技術(shù)，小直徑截割頭，設(shè)計(jì)單刀力大，截齒布置科學(xué)合理，破巖能力強(qiáng)，例如遇到硬巖時(shí)，可通過無極調(diào)速及時(shí)降低截割轉(zhuǎn)速，低速截割減小沖擊載荷，增大截割轉(zhuǎn)矩，切斷巖面第一運(yùn)輸機(jī)、鏟板部、行走部均采用低速大扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)平穩(wěn)可靠，截割頭可伸縮550mm，該機(jī)截割效率高，機(jī)器穩(wěn)定性好，操作維護(hù)方便，運(yùn)行安全可靠。

4　掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)施工工藝

（1）掘進(jìn)機(jī)截割時(shí)將截割頭慢慢接近煤壁，當(dāng)達(dá)到截割深度后，才能根據(jù)負(fù)荷和機(jī)器的振動(dòng)等情況，加大進(jìn)給尺度。當(dāng)需調(diào)整時(shí)，要注意變動(dòng)的平穩(wěn)性，防止設(shè)備沖擊振動(dòng)過大。截割頭橫向進(jìn)給截割時(shí)，必須注意與前一刀的銜接，疊加厚度約300mm左右為宜。

（2）截割方法是截割時(shí)利用截割頭上下左右移動(dòng)截割，先截割巷道初步斷面，然后再采用修邊法進(jìn)行修整，以到達(dá)斷面尺寸要求。掘進(jìn)機(jī)先底部掏槽，由底部左側(cè)進(jìn)刀，左右循環(huán)，由下至上的截割方法。從開缺口直接進(jìn)刀，進(jìn)刀深度為0.5m左右，自下而上完成初步切割，然后再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行二次修整。橫向往復(fù)式截割，每5m循環(huán)一次。截割完成后，及時(shí)用錨桿機(jī)打注錨桿進(jìn)行支護(hù)。排矸由掘進(jìn)機(jī)底板部自行裝煤，經(jīng)第一運(yùn)輸機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、刮板機(jī)等運(yùn)至地面煤倉。

5　施工中出現(xiàn)的問題及處理辦法。

（1）在掘進(jìn)中如遇煤層底板突然上升，底板需起坡時(shí)，掘進(jìn)機(jī)截割底板，應(yīng)抬高截割頭，使之稍抬高于裝載鏟板前沿。當(dāng)完成一截割循環(huán)前進(jìn)時(shí)，裝載鏟板要稍抬高，相應(yīng)的在變坡點(diǎn)后要把掘進(jìn)機(jī)履帶適當(dāng)墊高，避免履帶跑空打滑。當(dāng)裝載鏟板抬與所掘巷道坡度一致時(shí)，落下裝載鏟板繼續(xù)正常截割。如煤層底板下降，底板需降坡時(shí)，掘進(jìn)機(jī)下坡掘進(jìn)，要把裝載鏟板前面的底板截割的深一些，浮煤務(wù)必出清，當(dāng)裝載鏟板落到與底板一致時(shí)，方可正常作業(yè)。

（2）過斷層，煤層突然上升或下降時(shí)，應(yīng)根據(jù)預(yù)見斷層的性質(zhì)與位置，提前10～20m，按±15°坡度線上坡或下坡掘進(jìn)，以便逐步過渡到煤層。

（3）煤層軟且傾角較大，掘進(jìn)斷面一幫見底一幫不見底時(shí)，必須注意掌握好掘進(jìn)機(jī)的平衡。當(dāng)巷道傾角大于10°時(shí)，掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)易產(chǎn)生側(cè)滑，為防止掘進(jìn)機(jī)中心線偏離巷道中心線影響截割，應(yīng)在截割機(jī)不見底的一邊履帶處要留比底板高一定高的煤層墊平履帶，保證掘進(jìn)機(jī)能夠平穩(wěn)工作。

（4）當(dāng)坡度超過18°時(shí)掘進(jìn)機(jī)爬坡困難，改進(jìn)增強(qiáng)掘進(jìn)機(jī)爬坡能力。可在兩側(cè)履帶上焊50mm×50mm的鋼柱，以改善抓地效果提高爬坡能力。如底板較軟，掘進(jìn)機(jī)無法前進(jìn)時(shí)，在掘進(jìn)機(jī)履帶前方兩側(cè)的巷道壁底打錨，掛鋼絲繩、刮板機(jī)圓環(huán)鏈，把鋼絲繩或圓環(huán)鏈再掛到履帶板上和焊接的鋼柱上，使履帶板在運(yùn)行時(shí)不打滑，截割時(shí)不后退，克服了掘進(jìn)機(jī)的爬坡問題。

（5）施工時(shí)，如出現(xiàn)過多的涌水，可通過巷道一側(cè)設(shè)置的排水溝排水，如順煤層掘進(jìn)不能設(shè)置排水溝就及時(shí)配置排水設(shè)備，以便排出井下巷道涌水，保證安全生產(chǎn)順利進(jìn)行。

（6）在掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)過程中，如遇到較硬巖石，掘進(jìn)機(jī)截時(shí)機(jī)器振動(dòng)較大，截齒損壞較快。此時(shí)應(yīng)停止截割，避免損壞機(jī)器，將掘進(jìn)機(jī)退到安全地帶，采取措施將硬巖處理掉后，方可使用掘進(jìn)機(jī)繼續(xù)工作。

6　幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

（1）煤礦巷道的掘進(jìn)要根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)能力、人員素質(zhì)等情況合理地選用掘進(jìn)方法，才能達(dá)到理想的效果。

（2）選用掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，一定要遵守有關(guān)的設(shè)備章程，對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，使設(shè)備能夠完好經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，才能發(fā)揮其優(yōu)越性

（3）根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，采用科學(xué)先進(jìn)的施工工藝和方法，是保證工程質(zhì)量、提高效率的基礎(chǔ)。

（4）完善煤巷施工的配套設(shè)施，保障煤巷掘進(jìn)工作的順利進(jìn)行。

（5）合理采用掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，工作效率可達(dá)人工的3～4倍，月進(jìn)尺可達(dá)300m左右，極大地改善了掘進(jìn)接續(xù)的緊張局面，提高了掘進(jìn)效率加快了掘進(jìn)速度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了施工的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。

7　結(jié)束語

煤礦建設(shè)的發(fā)展離不開先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和機(jī)械化設(shè)備，煤礦巷道的掘進(jìn)生產(chǎn)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，因地制宜合理地采用先進(jìn)掘進(jìn)設(shè)備和施工方法，可大大提高煤巷的掘進(jìn)速度和工程質(zhì)量，掘進(jìn)機(jī)的使用，使煤巷的掘進(jìn)實(shí)現(xiàn)了高效、安全、優(yōu)質(zhì)化，為我國的煤礦建設(shè)發(fā)揮了重要的作用。

TD4

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1004-5716（2016）08-0133-02

2015-08-26

2015-08-26

李繼祥（1965-），男（漢族），山東棗莊人，工程師，現(xiàn)從事礦山技術(shù)工作。