梅花井煤礦EBZ-200型掘進(jìn)機(jī)掘錨一體化的應(yīng)用

李浪平

摘要：介紹了梅花井煤礦將EBZ-200型掘進(jìn)機(jī)改造后實(shí)現(xiàn)一臺(tái)機(jī)器截割和頂幫支護(hù)同時(shí)作業(yè)，在實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)和錨護(hù)平行作業(yè)方面優(yōu)勢(shì)顯著。從掘錨一體化作業(yè)的截割方式、錨護(hù)方式、作業(yè)狀態(tài)三方面入手，闡述分析了其在井下現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)和不足，并做出改進(jìn)和探索，為傳統(tǒng)式的懸臂式掘進(jìn)機(jī)升級(jí)改造開(kāi)辟出一條寶貴的經(jīng)驗(yàn)之路。

Abstract： This paper introduces the transformation of EBZ-200 type roadheader in Meihuajing Coal Mine to achieve simultaneous operation of one machine cutting and top support， and has obvious advantages in achieving parallel operation of excavation and anchor. Starting from three aspects of cutting mode， anchor protection mode and operation state， this paper expounds and analyzes its advantages and disadvantages in underground field application， makes improvement and exploration， and opens up a valuable experience road for upgrading and transformation of traditional cantilever roadheader.

關(guān)鍵詞：EBZ-200;掘錨一體化;短支短掘

0? 引言

隨著智能化礦山的目標(biāo)在寧煤梅花井煤礦逐一實(shí)現(xiàn)，掘進(jìn)工作面的掘錨一體化嚴(yán)重的制約了梅花井智慧礦山的建設(shè)。2019年寧煤梅花井煤礦把實(shí)現(xiàn)掘錨一體化作為煤礦智能化建設(shè)的重中之重，并積極的開(kāi)展了相關(guān)的調(diào)研，根據(jù)梅花井煤礦掘進(jìn)工作面的現(xiàn)場(chǎng)情況，制定出了掘錨一體化掘進(jìn)機(jī)的改造方案，將EBZ-200型掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行改造。集合了掘進(jìn)和頂幫支護(hù)的兩項(xiàng)功能，實(shí)現(xiàn)掘錨同時(shí)作業(yè)，大大節(jié)省了二者換位作業(yè)時(shí)間，單個(gè)循環(huán)進(jìn)尺用時(shí)明顯縮短。

2019年12月改造完畢，調(diào)試驗(yàn)收后在1104207運(yùn)輸巷掘進(jìn)工作面安裝使用。在相同地質(zhì)狀況下符合人工減少，高效安全的管理模式，其掘進(jìn)的速度遠(yuǎn)高于普通掘進(jìn)機(jī)，是普通掘進(jìn)機(jī)組的1.7倍，日均掘進(jìn)進(jìn)尺26m。

1? 現(xiàn)場(chǎng)概況

1104207運(yùn)輸巷為11采區(qū)五區(qū)段1104207工作面運(yùn)輸巷回采段，1104207工作面運(yùn)輸巷北以DF11正斷層為界，南與五區(qū)段膠運(yùn)石門(mén)貫通，東為未采動(dòng)區(qū)域，西與1104205輔運(yùn)巷平面間距約為270m。掘進(jìn)長(zhǎng)度3153m，沿煤層頂、底板掘進(jìn)布置。

1104207工作面運(yùn)輸巷回采段斷面設(shè)計(jì)為直墻半圓拱形斷面，掘進(jìn)寬度6200mm，掘進(jìn)高度4300mm，拱高3100mm，墻高1200mm，掘進(jìn)斷面積22.53m2;

1104207工作面運(yùn)輸巷回采段采用錨、網(wǎng)、索、鋼帶和噴漿聯(lián)合支護(hù)，支護(hù)材料為螺紋鋼錨桿、鋼絞線錨索、鋼筋網(wǎng)、圓鋼鋼帶、樹(shù)脂藥卷、鋼制托板、混凝土等材料。

①錨桿：巷道拱、幫部均使用Φ20×2500mm的螺紋鋼錨桿，錨桿托板采用170×170×16mm的鋼制托板，材質(zhì)為3號(hào)鋼。錨桿呈矩形布置，拱部錨桿間排距為800×900mm，幫部錨桿間排距為700×900mm。幫部每個(gè)錨桿鐵托板配合一個(gè)190mm皮托板使用。

②網(wǎng)片：拱部使用金屬網(wǎng)、塑料網(wǎng)雙層網(wǎng)，幫部使用塑料網(wǎng)，金屬網(wǎng)由Φ6.5mm鋼筋加工而成，金屬網(wǎng)規(guī)格為4800×900mm，網(wǎng)孔規(guī)格為150×150mm，拱部塑料網(wǎng)900mm寬，金屬網(wǎng)間用金屬網(wǎng)長(zhǎng)邊露出細(xì)筋相互勾接連接成整體，短邊之間連接使用14#鉛絲連接，鉛絲間隔150mm，拱部2片金屬網(wǎng)及塑料網(wǎng)以及幫部塑料網(wǎng)搭接長(zhǎng)度均大于150mm。

③鋼帶：采用Φ16mm圓鋼加工，尺寸規(guī)格為8880×80mm，共11檔12眼，每檔800mm，拱部每排錨桿壓鋪1條圓鋼鋼帶。

④錨索：沿巷道頂板正中布置三列單點(diǎn)錨索，錨索沿巷道方向排距1800mm，垂直巷道方向行距2400mm（弧長(zhǎng)），錨索托板采用300×300×16mm的鋼制托板，材質(zhì)為3號(hào)鋼，配合320mm皮托板。錨索使用Φ21.8×7300mm的鋼絞線，每根錨索使用4節(jié)MSCK2370樹(shù)脂藥卷錨固。

2? EBZ-200M-4智能掘錨一體化掘進(jìn)機(jī)參數(shù)及功能

EBZ-200M-4智能掘錨一體化掘進(jìn)機(jī)是懸臂式縱軸徑向斷面截割的掘進(jìn)機(jī)，結(jié)合機(jī)體設(shè)備參數(shù)適用于煤巷及半煤巖巷道的任意斷面形狀?？梢詫?shí)現(xiàn)以下功能：

2.1 遠(yuǎn)程遙控功能

遠(yuǎn)程遙控器能夠控制掘錨一體化掘進(jìn)機(jī)的油泵電機(jī)啟動(dòng)、截割電機(jī)啟動(dòng)、第二運(yùn)輸機(jī)的起停，截割部的升降、回轉(zhuǎn)收縮，第一運(yùn)輸機(jī)和鏟板部星輪的正反轉(zhuǎn)，整機(jī)行走等各種動(dòng)作。因此操作司機(jī)能在遠(yuǎn)離掘進(jìn)工作面的位置完成所有的操作。

2.2 自動(dòng)截割功能

通過(guò)對(duì)設(shè)備的具體規(guī)格和及時(shí)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出截割頭在虛擬的載體坐標(biāo)系的位置坐標(biāo)，控制系統(tǒng)收到數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)截割頭進(jìn)行離散化處理后發(fā)出截割工藝的伸縮及偏移命令，同時(shí)根據(jù)已知的軌跡，對(duì)比實(shí)際截割頭位置，并進(jìn)行調(diào)節(jié)，保障掘錨一體機(jī)的精確性和科學(xué)化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)截割。

3? 掘錨一體化巷道掘進(jìn)施工工藝

3.1 截割工藝

司機(jī)操控掘錨一體機(jī)行至巷道掘進(jìn)迎頭進(jìn)行操作。掘進(jìn)截割前，將截割頭高度及截割寬度調(diào)至設(shè)計(jì)好的位置，然后截割頭按照既定設(shè)計(jì)的循環(huán)距離對(duì)煤巖體進(jìn)行截割。當(dāng)截割至巷道底板位置時(shí)，操控掘錨一體機(jī)后退，將底、幫截割到位，同時(shí)收集清理余煤，此循環(huán)截割結(jié)束。