鉆裝機機組在巖巷快速掘進中的應用與分析

顧俊杰

（陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司一礦，山西 陽泉 045008）

1 工作面概況

北翼材料巷設計長度1 000 m，為拱形斷面，巷道凈寬4.6 m，巷道凈高3.9 m。頂板采用“錨桿+錨索+鋼筋網+噴漿”聯(lián)合支護；每排布置11 根錨桿，排距800 mm，間距700 mm，錨桿使用Φ20 mm×2 400 mm 左旋螺紋鋼錨桿，托板使用150 mm×150 mm×10 mm 拱型托板+調心球墊+尼龍墊圈，藥卷使用MSCK23/60 型樹脂錨固劑；錨索三花“二一二”布置，即第一排布置1 根錨索在排與排之間的頂板正中上，第二排布置2 根錨索，兩根錨索分別距頂板正中1 500 mm，排距800 mm 依次布置。錨索使用Φ21.6 mm×6 200 mm 的鋼絞線，托板使用300 mm×300 mm×14 mm 可調心拱型托板+調心球墊，藥卷使用MS 雙速23/120 型樹脂錨固劑；頂網使用2 000×1 000Φ6.5-100×100 的鋼筋網。

兩幫采用“錨桿+鋼筋網”聯(lián)合支護；每排每幫布置2 根錨桿，排距800 mm（頂板破碎時700 mm）；間距700 mm，錨桿使用Φ20 mm×2 400 mm 的左旋螺紋鋼錨桿，托板采用150 mm×150 mm×10 mm 拱型托板+調心球墊+尼龍墊圈，藥卷使用MSCK28/60型樹脂錨固劑，幫網使用2000×1000Φ6.5-100×100 的鋼筋網。

2 設備簡介

CMZY2-120/18 煤礦用鉆裝機組（簡稱“鉆裝機”）是一種集鑿巖與裝載兩種功能于一體的高效連續(xù)作業(yè)裝備。鉆裝機總圖如圖1 所示。主要用于礦山巖巷、引水洞以及其他工程巷道中的掘進作業(yè)。其應用不僅提高了掘進速度，降低了工人的勞動強度以及提高了施工作業(yè)安全，同時實現(xiàn)了巖巷快速掘進的機械化作業(yè)需求，并且解決了中小巷道多種設備錯不開車的問題。鉆裝機組兩個鉆臂可同時對巷道工作面迎頭打放炮孔。反鏟機構扒臂扒取遠處的巖石，送入刮板運輸機，刮板運輸機從尾部將巖石卸入礦車或皮帶運輸機中，也可以用扒斗來清理工作面。扒臂上集成破碎錘，使用時不需拆卸，當遇到大塊巖石可以使用扒臂上破碎錘進行破碎。

圖1 鉆裝機總圖

3 設備技術參數(shù)（見下頁表1）

4 工藝及配套

采用鉆裝機濕式鉆眼，毫秒延期電雷管一次起爆的方式爆破，鉆裝機裝載、皮帶機運輸?shù)氖┕し椒?。如遇矸硬，爆破效果差時，可以采用分次起爆的方法（先拉槽，后開幫、壓頂）。工作面前往為鉆裝機，通過橋式轉載機和皮帶機機尾跑到搭接方式實現(xiàn)連續(xù)運輸。通風采用FDⅡ-2×55 kW 對旋式“雙風機雙電源”風機通風，風機使用變頻開關，實現(xiàn)風電、瓦斯電閉鎖及自動切換。正常頂板循環(huán)進度1.6 m，最大控頂距2.1 m，最大空頂距0.5 m；頂板破碎時循環(huán)進度0.7 m，最大控頂距1.2 m，最大空頂距0.5 m。

5 應用效果分析

通過6 個月的使用，鉆眼速度是人工鉆眼的3倍，眼深由1.8 m 提高到2.0 m 以上，循環(huán)進度增加到1.8 m 以上。最高進尺125 m，最低進尺100 m，正常月進水平保持在110 m，較原水平提升30 m。

5.1 設備優(yōu)點

1）鉆機打眼速度快，巖石越硬越能發(fā)揮作用，基本上是YT29 鑿巖機的單臺機的三倍以上效率。

表1 CMZY2—120/18 鉆裝機技術參數(shù)

2）由于跑道長，退機距離遠，基本上消除了放炮對設備的損傷，提高了放炮進尺效率。跑道加裝底輪，雖然跑道長，但杜絕了鉆裝機拉不動跑道的現(xiàn)象（原裝載機經常出現(xiàn)的弊?。?。

3）二運機尾采用緩沖床設置，有效避免了矸石對皮帶的損傷，同時杜絕了矸石摔落傷人事故。

4）鑿巖鉆孔速度快。液壓鑿巖機由液壓系統(tǒng)的油缸牽引動作，油缸由多路閥控制實現(xiàn)動作，多路閥控制方式由先導液控和手動控制組成，操作方便，降低了人員的勞動強度。

5.2 設備缺點

1）龍門架太低，可通過最大矸石尺寸不得超過400 mm×400 mm。

2）運輸槽機構設計不完善，表現(xiàn)為鏟板窄、耙斗容積小，耙斗臂短，運行輻射范圍受限，導致出矸能力受制約。

3）行走時鏟板要抬起離地，達不到把矸石聚攏，同時把地面推平的效果。

4）二運橋架太高、行走輪沿太窄，鉆裝機和二運連接裝置接觸面積小，穩(wěn)固力弱，遇到鉆裝機大角度運行或鉆裝機左右高低不平時，二運四輪重心不穩(wěn)，導致二運機頭左右晃動幅度大，易發(fā)生傾覆事故，威脅員工的人身安全。

5）管路布置不合理，給維護和更換造成不便。

6）由于升降油缸設置在出矸槽上方，由于矸石碰撞導致油缸接頭損壞和油管斷裂事故，生產運行受限。（結合生產實際考慮后，沒有安裝錨桿（錨索）暨裝巖轉運機。

5.3 使用期間改造項目

將二運部分上井，重新對二運底回輪和二運支撐轉動軸進行缺陷部分改進，同時在井下對鉆裝機升降油缸外的小溜龍門架進行加高處理，提高150 mm 后對升降油缸加裝碰撞擋板，對機尾處和二運的連接裝置進行改進，加大接觸面，增加穩(wěn)固度。

改進后的鉆裝機繼續(xù)投入使用，期間配合單臂鉆機進行了打進度眼的操作，普遍反映鉆眼速度快，但安眼過程中的穩(wěn)眼比較費事。

6 結語

鉆裝機在北翼材料巷的應用，給巖巷掘進工藝帶來了改變和突破，找準了巖巷進尺突破的關鍵，即通過裝備提升機械化，實現(xiàn)巖巷掘進工序環(huán)節(jié)的機械化及進尺效率的提升，為巖巷掘進提供了保障。