煤礦用挖掘式裝載機在曉明礦的應用

李 慧

（鐵法煤業（集團）有限責任公司 曉明礦，遼寧 調兵山 112700）

1 工程概況

曉明礦N2七層回風巷服務年限長，局部底鼓嚴重，巷道斷面無法滿足生產需要，需要對巷道進行拉底，擴大斷面以滿足生產需要。N2七層回風巷需拉底段長340m，其中-18°下山75m，平巷265m，斷面：3.2×1.7m。要求施工后斷面達到3.2×3.2m。

2 煤礦用挖掘式裝載機主要技術特征、 工作原理及操作

2.1 ZWY-120/55L 煤礦用挖掘式裝載機主要技術特征（如表1）

表1

2.2 ZWY-120/55L 煤礦用挖掘式裝載機組成機構及工作原理

2.2.1 ZWY-120/55L 煤礦用挖掘式裝載機組成機構

挖掘裝載機由工作機構、輸送機構、行走機構、機架、液壓部分、駕駛室、電氣部分等七部分組成（如圖1 所示）。

工作機構由回轉缸、大臂、大臂缸、小臂、小臂缸、挖斗、挖斗缸和單向節流閥等組成。運輸機構由推板、運輸槽、主傳動部分、刮板鏈、從動鏈輪和輸送馬達等組成。行走機構由履帶架體、驅動鏈輪、導向輪、支重輪、托輪、鏈軌節、履帶板、緩沖彈簧、張緊缸、行走馬達等組成。機架由機架體、舉升缸、牽引桿和工具箱等組成。液壓操縱系統由液壓泵、五聯液控多路換向閥，四聯液控多路換向閥、手動換向閥、手動先導閥、腳踏先導閥、散熱器、油箱等組成。駕駛室內有操縱面板和液控閥。電氣系統控制油泵電機、散熱器電機、照明燈等。

2.2.2 ZWY-120/55L 煤礦用挖掘式裝載機的工作原理

挖掘式裝載機是一種集趴、裝、運一體，連續生產的高效率出礦設備。主要用于煤礦巷道掘進拉門、巷道拉底修復中的裝載作業。采用全液壓傳動，結構緊湊，驅動力大，工作范圍廣，可全斷面裝巖。

圖1 煤礦用挖掘式裝載機外形圖

挖掘式裝載機工作過程:先由履帶推進，使輸送槽進料口裝滿石料，再用鏟斗將石料扒進刮板輸送機，刮板輸送機將石料輸送到運輸槽尾部，并落入停放在運輸槽尾部下方的礦車內或皮帶機上。也可用鏟斗清理工作面或將遠處的石料扒入進料口。

2.3 ZWY-120/55L 煤礦用挖掘式裝載機的使用與操作方法

2.3.1 開機前準備工作

操作司機要進行培訓，經考試合格后持證上崗。開機前對挖掘式裝載的膠管總成進行檢查，發現膠管破損必須及時更換；檢查油箱液壓油情況，液壓油必須保持清潔，油面應保持在油標2/3 位置，油量不足必須及時補充。檢查各緊固件，電氣元件和液壓元件是否完好，若有異常應及時排除。檢查各操作手柄是否處于停止位。

2.3.2 開機操作程序

接通上級電源，操作起動開關，點亮照明，按下啟動按鈕、啟動油泵和風扇電機。油泵電機啟動約3～5 分鐘后才可進行工作。將手動換向閥置于工作位置；將運輸槽頭部鏟板降落至地面，讓運輸槽進入工作位置。啟動履帶，機器向前推進，把碴石聚攏，同時把地面推平。啟動刮板鏈，讓刮板鏈正向空轉1-2 分鐘。啟動工作機構把碴石扒到運輸槽內，再由刮板運輸機將碴石運到礦車內或皮帶機上。

2.3.3 注意事項

作業時，非操作人員嚴禁靠近。機器行走時地面要清除大于250mm 的硬物。機器行走時要及時收放電纜。機器應停在距離爆破點50m 以外。機器停放時，使鏟斗和小臂伸出輕輕碰到限位塊、大臂放下至斗齒剛好碰到地面，運輸槽降至最低位置。機器在斜坡上停放時，為防止其下滑，在履帶下墊三角木，并關閉電源。油箱內油溫達到55°或回油溫度達到80°時，應及時停機冷卻。

3 巷道拉底修復作業施工流程

巷道拉底修復前先將施工段軌道、管路等設備拆除，然后將挖掘式裝載機行走至拉底施工地點，將運輸槽頭部鏟板降落至地面，進入工作位置。機器推進，把碴石聚攏，同時把地面推平。啟動刮板鏈用挖斗、小臂、大臂進行拉底破巖，同時把碴石扒到運輸槽內，再由刮板運輸機將碴石運送到礦車內。礦車經調度絞車運至大巷。挖掘式裝載機每推進4 米在機器后部鋪設1 節軌道，至此完成1個作業循環。

4 現場實際應用情況

4.1 前期準備工作

為滿足挖掘式裝載機安裝及使用條件，2020 年1 月18 日開始對N2七層回風巷進行人工拉底施工。首先拉底 32×1.5m，將斷面由 3.2×1.7m 擴大到 3.2×3.2m。采用人工風鎬拉底、礦車出貨。然后形成絞車運輸系統。

4.2 ZWY-120/55L 煤礦用挖掘式裝載機的組裝和調試

為了滿足入井及井下運輸條件，需要將挖掘式裝載機拆解為：工作機構、運輸機構、履帶行走總成、機架四個部分，裝車運至施工地點組裝。

挖掘式裝載機安裝要求：組裝各連接螺栓時，檢查防松墊圈是否齊全，松緊程度是否符合要求。液壓系統接頭部分必須擦拭干凈，不得有雜質進入。同時檢查密封圈是否齊全。整機安裝完畢后仔細檢查各部件管件、輔件等，是否安裝正確。電氣部件安裝由專人負責，嚴格按接線工藝進行施工，嚴禁失爆。

2020 年 2 月 20 日挖掘式裝載機運至N2七層回風巷卸車、組裝。由于挖掘式裝載機結構緊湊、簡單、零部件較少，組裝難度較低，用時兩個小班就完成了挖掘式裝載機的組裝工作（如圖2 所示）。

礦相關專業技術人員認真研究《ZWY-120/55L 煤礦用挖掘式裝載機使用說明書》并嚴格遵照說明書要求，對機械、液控、電控部分進行調試，保證了該機達到正常運行狀態。

4.3 ZWY-120/55L 煤礦用挖掘式裝載機的應用及存在問題

4.3.1 ZWY-120/55L 煤礦用挖掘式裝載機的應用

2020 年3 月14 日正式使用挖掘式裝載機對N2七層回風巷進行拉底擴斷面施工。采用白班、四點班兩個小班進行施工，每班出勤7 人（其中3 人負責挖掘式裝載機拉底破巖、裝車作業，4 人負責礦車運輸作業），每班施工5.25m3，出貨 16 車。截止 2020 年 4 月 20 日共施工117.5m，其中-18°下山43.3m，平巷74.2m，余 190m。預計2020 年5 月末施工結束。

為了使挖掘式裝載機能夠安全正常運轉，必須按《ZWY-120/55L 煤礦用挖掘式裝載機使用說明書》要求進行維護和保養。每天由專職電、鉗工對挖掘式裝載機油箱、油量、運輸機構、履帶行走機構、工作機構、液控、電控系統進行維護及保養，有效提高開機率、保證施工進度。

4.3.2 ZWY-120/55L 煤礦用挖掘式裝載機使用過程中發現的問題及解決方法

第一，挖掘式裝載機磁力啟動器及散熱泵接線室與運輸機構間距離小，起、降運輸機構時掛卡造成設備損壞。用舊皮帶對磁力啟動器及散熱泵接線室進行遮擋防護，防止起、降運輸機構時產生掛卡現象。

第二，挖掘式裝載機工作機構金屬供液管，在使用過程中容易受到外力擠壓損壞。將工作機構的金屬供液管更換為柔性液壓膠管，同時對供液管進行遮擋，有效避免供液管路損壞。

5 煤礦用挖掘式裝載機拉底施工與人工拉底施工對比

5.1 施工安全方面

圖2 煤礦用挖掘式裝載機地面及井下組裝圖

人工拉底時，風鎬破巖和人工裝礦車作業人員處于巷道未修復段，斷面小，人員集中，破巖和裝車作業在時間和空間上相互干擾，容易造成磕手碰腳等人身傷害事故。

挖掘式裝載機拉底時，作業人員處于已修復的巷道內，斷面大、人員少，破巖和裝車作業不發生沖突，避免了人身傷害事故的發生。

5.2 施工效率方面

人工拉底時，平均每班工程量：1×3.2×1.5m，出貨5車。破巖、出貨、裝車、運輸等施工程序相互影響，不能實現連續作業，施工效率低。

挖掘式裝載機拉底時，平均每班工程量：3.5×3.2×1.5m，出貨16 車。挖掘式裝載機集破巖、出貨、裝車為一體操作簡單，能夠實現連續作業，施工效率提高3 倍多。

5.3 勞動強度方面

人工拉底時，采用風鎬破巖，鐵鍬裝車出貨。平均每班作業人員10 人（其中破巖、裝車6 人；運輸4 人），作業人員需輪流進行施工，勞動強度大，勞動效率低。

挖掘式裝載機拉底時，平均每班作業人員7 人（其中破巖、裝車3 人；運輸4 人），施工地點只需要1 名指揮員指揮，1 名司機操作，1 名員工看護電纜即可實現破巖、出貨、裝車工作。有效減少作業人員，改善勞動環境，減輕勞動強度，提高勞動效率。

6 結束語

通過煤礦用挖掘式裝載機在曉明礦巷道拉底修復中的成功應用，有效解決了傳統人工拉底、出貨中存在的人員多、勞動強度大、安全系數低、勞動效率低的弊病。取得了良好的實際使用效果，達到了預期目的。為公司其他礦井巷道拉底修復及掘進拉門施工積累了寶貴經驗，具有良好的推廣和使用價值。