掘錨護(hù)一體機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用

成之祥

（同煤集團(tuán)王村煤業(yè)公司，山西 大同 037003）

從現(xiàn)在煤礦掘進(jìn)的發(fā)展看，大部分的掘進(jìn)巷道會(huì)布置在煤層中，矩形斷面。但即便這樣，掘進(jìn)速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后綜采的速度。為了實(shí)現(xiàn)采掘的均衡發(fā)展，提高掘進(jìn)技術(shù)的機(jī)械化水平迫在眉睫。掘進(jìn)技術(shù)水平已經(jīng)成為制約煤礦發(fā)展的生命線(xiàn)。掘進(jìn)技術(shù)的高產(chǎn)高效是保證礦井實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的必要條件。

我國(guó)最常用的煤巷掘進(jìn)方式主要有三種，第一種是我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦廣泛應(yīng)用的煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)，主要是采用懸臂式掘進(jìn)機(jī)先割煤然后使用單體錨桿鉆機(jī)進(jìn)行支護(hù)。第二種是連續(xù)采煤機(jī)與錨桿鉆車(chē)配套作業(yè)，在我國(guó)西部地區(qū)應(yīng)用廣泛，多為柱式采煤應(yīng)用。第三種是掘錨護(hù)一體化掘進(jìn)，一些礦區(qū)已經(jīng)推廣應(yīng)用。從高安全性、高產(chǎn)高效的要求看，掘錨護(hù)一體機(jī)是未來(lái)先進(jìn)煤礦煤巷的發(fā)展趨勢(shì)。

1 概況

1.1 巷道圍巖及地質(zhì)條件

山西王村煤礦井田位于大同煤田中東部，井田走向長(zhǎng)10.8km，傾斜寬度4.0～5.9 km，面積為51.28km2。煤層厚度0～5m，平均厚度3.0 m，煤層傾角為0°～5°。礦井延伸后的開(kāi)采范圍主要在山4煤層。山4煤層距下覆2號(hào)煤層間距2.7～37.7 m之間，平均22.5m。山4煤層厚0～5.16 m，平均2.52m，含矸0～2層，煤容重1.40m，傾角2°～5°之間，煤層走向東北到西南，傾向西北至東南。

山4煤層偽頂局部有一層0.2～0.3m炭質(zhì)泥巖；直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度1.20～6.33 m，老頂為粉砂巖，厚度2.70～9.87 m。

1.2 所選設(shè)備

山西王村煤礦所選用的是EJM2×170型掘錨護(hù)一體機(jī)，該設(shè)備為全斷面滾筒，一次性成巷。機(jī)載錨桿機(jī)6臺(tái)。

1.3 巷道斷面及支護(hù)形式

矩形斷面規(guī)格為，寬×高=5500 mm×3200 mm。頂板采用錨、網(wǎng)、帶、加錨索聯(lián)合支護(hù)形式，巷正中間一根錨索間距4 m，角錨索跟隨中間錨索布置；兩側(cè)錨索間距×排距=4000 mm×2700 mm，錨索直徑Φ17.8 mm，長(zhǎng)6.3m，托盤(pán)尺寸為300 mm×300 mm×16mm鋼板；頂部錨桿共5排，間距×排距=1000 mm×1150mm；兩幫錨桿各3排，共6排，間距×排距=1000 mm×1000 mm；兩根鋼帶中間頂角處布置第一根護(hù)幫錨桿，其下按照規(guī)格向下布置。頂錨桿采用長(zhǎng)度為2.4m直徑為22mm鋼錨桿，托盤(pán)采用高強(qiáng)度拱形托盤(pán)，尺寸為130 mm×130 mm×10 mm；在巷道頂角處布置角錨索，角錨索長(zhǎng)度為4.0 m，錨索直徑Φ17.8 mm，托盤(pán)均采用長(zhǎng)500mm的11號(hào)工字鋼，間距為4000 mm，角度與頂板呈70°夾角。巷道護(hù)幫錨桿直徑18mm鋼錨桿，長(zhǎng)1.8m，托盤(pán)采用尺寸為110mm×110mm×8 mm高強(qiáng)度拱形托盤(pán)和450mm×280mm×4mm鋼帶；采用菱形網(wǎng)，網(wǎng)孔規(guī)格為長(zhǎng)×寬=3.0 m×1.75 m，網(wǎng)孔為50mm×50mm，規(guī)格為搭接不少于200 mm。停采線(xiàn)以里工作面幫鋪設(shè)塑料網(wǎng)、玻璃鋼錨桿直徑Φ18 mm，托盤(pán)25 cm。以上錨桿均為左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，巷口噴漿厚度120 mm。

圖1 巷道斷面及支護(hù)形式

2 掘錨護(hù)一體機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

1）掘進(jìn)機(jī)的截割功能和錨護(hù)功能是相互獨(dú)立的，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)割巷時(shí)，錨護(hù)功能被自動(dòng)閉鎖；當(dāng)截割完成后，使用錨護(hù)功能時(shí)，截割部自動(dòng)閉鎖。防止了人員誤動(dòng)作造成的傷人事故，提高了機(jī)械的安全性，實(shí)現(xiàn)了多重保護(hù)。

2）縮短了工作面的空頂時(shí)間，空頂頂板得到了及時(shí)的臨時(shí)支護(hù)。同時(shí)也增加了空頂距離，提高了循環(huán)進(jìn)尺。

3）提高了掘進(jìn)作業(yè)時(shí)工人的安全系數(shù)，錨桿的初錨力由于使用液壓大扭矩錨固，使得錨桿的錨固力最大可提升2倍，由其在頂板破碎地帶，錨桿對(duì)頂板的錨固強(qiáng)度大大提升，并且提高了支護(hù)強(qiáng)度。

4）自身配套的高壓噴霧灑水系統(tǒng)和機(jī)載風(fēng)機(jī)除煤塵效果好。

3 存在的主要問(wèn)題

1）掘錨護(hù)一體機(jī)缺少短探設(shè)備，無(wú)法實(shí)現(xiàn)探、掘一體化，影響了掘進(jìn)速度。

2）掘錨護(hù)一體機(jī)設(shè)備體積大，方向調(diào)節(jié)困難；在設(shè)備入井、搬家、倒面時(shí)相對(duì)困難；同時(shí)對(duì)巷道斷面有要求。

3）掘錨護(hù)一體機(jī)的系統(tǒng)復(fù)雜，零件較多，結(jié)構(gòu)繁瑣，出現(xiàn)故障排查困難。且零陪件屬于專(zhuān)用配件，配用困難。

4）掘錨護(hù)一體機(jī)的支護(hù)部分的鉆桿及工器具是原廠的，實(shí)際生產(chǎn)中難以配套。實(shí)際操作中使用困難。

5）錨護(hù)部分與臨時(shí)支護(hù)部分是安裝掘錨一體機(jī)上，在割煤時(shí)需要將錨護(hù)部分和臨時(shí)支護(hù)部分收回，收回后體積較大，會(huì)影響割煤司機(jī)的視線(xiàn)。

4 取得的效益

通過(guò)對(duì)山西王村煤礦山4煤層使用掘錨護(hù)一體機(jī)的試驗(yàn)，掘進(jìn)工作面最高日進(jìn)尺達(dá)28 m，平均日進(jìn)尺達(dá)22 m，最高月進(jìn)尺達(dá)594 m（按每月27天計(jì)算），平均掘進(jìn)工效提高了3.1倍，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益1450多萬(wàn)元。

在支護(hù)方面，掘錨一體機(jī)與單體錨桿鉆機(jī)相比，每班節(jié)省人力2人，每天3個(gè)生產(chǎn)班，人工成本每年節(jié)約45萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，掘錨護(hù)一體機(jī)的安全可靠性高，提高巷道掘進(jìn)速度，提升支護(hù)效果，為綜采接續(xù)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。是煤巷掘進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)。