快速機械化安裝掘進機工藝

丁希陽 張經龍 張 洋

（汶上義橋煤礦有限責任公司，山東 汶上 272500）

掘進過程中，因巷道開門、拐彎等因素，需經常安裝和回撤掘進機。掘進機體積大、質量重，受巷道空間限制，安裝掘進機直接制約高效掘進。近年來，汶上義橋煤礦通過使用回柱絞車機械化安裝掘進機，僅用時6 個班次就能完成安裝任務，安裝過程安全、快速、高效。

1 概況

2015 年以來，義橋煤礦使用了EBZ160 型、EBZ260 型掘進機，累計安裝掘進機達50 余次，先后使用過手拉葫蘆起吊、電動葫蘆起吊和回柱絞車機械化起吊安裝掘進機。本文以安裝三一重工EBZ260HD 型掘進機為例，講述使用回柱絞車快速機械化安裝掘進機工藝的實踐與應用。

1.1 掘進機參數

EBZ260HD 掘進機機身長15.05 m，寬3.6 m，高2.02 m，整機重量86 000 kg，可拆解為行走部、截割部、本體部、鏟板部、后支撐部等11 個部件，最大不可拆卸部件為本體部前架，重9100 kg。掘進機各部件尺寸、質量參數見表1。

表1 掘進機各部件尺寸、質量參數表

1.2 回柱絞車

（1）使用回柱絞車牽引、起吊掘進機件、皮帶機件等實現機械化起吊，由于雙速回柱絞車在起吊時制動效果不可靠，一般使用單速回柱絞車進行起吊，根據掘進機各部件質量選取型號適宜的回柱絞車，通常情況下選用JH-14 型單速絞車。該型號絞車體積小、質量輕，便于安裝、搬運和回撤。

（2）配合繩徑不小于21.5 mm 鋼絲繩進行拖運、起吊作業，起吊夾角控制在45°～90°之間為宜。鋼絲繩繩徑選取與起吊夾角關系見表2。

表2 起吊夾角與鋼絲繩對應關系表

1.3 安裝空間

（1）通常情況下在直巷段安裝，巷道坡度以不大于15°為宜，巷道長度不低于40 m，巷道頂板無斷層或頂板離層現象。巷道寬度以機身一側距巷道幫壁留有不低于500 mm 的安全間隙為宜。

（2）在掘進機安裝地點外20～40 m 范圍內，安裝1 臺JH-14 型單速絞車，通過調整起吊尾輪的位置控制起吊夾角。

2 安裝工藝

2.1 安裝準備工作

（1）在頂、幫打設起吊錨桿，起吊錨桿每兩根一組，兩根間距約為200 mm；每組間距約為1.5 m，成排布置，排距約為2.0 m。

（2）起吊錨桿為Φ22 mm×2400 mm 的等強錨桿，深入圍巖的深度不得小于1600 mm，每根錨桿的拉拔力不得小于100 kN。

（3）工具：10 t 尾輪1 個，10 t 卸扣2 個，5 t 手拉葫蘆2 個，3 t 手拉葫蘆1 個，Φ18 mm×64 mm 圓環鏈若干，卸扣及連接環使用10.9 級高強螺栓連接。

（4）在安裝地點至少設置兩組照明燈，確保作業現場有充足的照明。

2.2 絞車固定

（1）采用4 根底座固定錨桿和2 根保險生根錨桿進行固定，固定錨桿使用Φ20 mm×2400 mm 的等強螺紋鋼錨桿，伸入巖石底板不小于1800 mm，每根錨桿的拉拔力不得小于100 kN。

（2）保險生根錨桿打設在絞車底盤后部，與底板夾角不小于45°打入底板，使用Φ18 mm×64 mm圓環鏈將絞車與生根錨桿連接，拉緊不得有余扣。

2.3 運輸安裝順序

（1）運輸順序：截割頭→截割工作臂→截割減速器→截割電機→主鏟板→左星輪→右星輪→左鏟板→右鏟板→回轉臺→左履帶→本體→鏟板油缸→右履帶→后支撐架→后支撐油缸→二運回轉架→一運前節→一運中節→一運溜頭→一運鏈子、后支撐架→油箱→操縱臺→電控箱→油泵電機→回轉油缸。

（2）安裝順序：本體部→鏟板部→鏟板升降油缸→行走部→后支撐→第一運輸機→截割部→截割部升降、回轉油缸→液壓油箱→泵站→操作臺→電控箱→安裝所有管路及電纜→各類蓋板。

2.4 安裝流程

（1）本體部：用回柱絞車將本體部吊起，并在其下部墊上枕木，使其下面距底板平面達600 mm 以上，枕木擺成井字型。

（2）鏟板部：首先用回柱絞車將主、左、右側鏟板吊起，左、右鏟板與主鏟板定位銷定位，將主、左、右側鏟板連接。然后，吊入左、右驅動裝置，在裝配星輪時，要位置準確，安裝牢固、回旋無阻力，運行順暢。

（3）本體部與鏟板部對接：首先用2 個5 t 手拉葫蘆分別起吊左右側鏟板與主鏟板聯接，調整吊位，鏟板銷孔與本體銷孔對正。然后安裝鏟板升降油缸，使鏟板的前端與底板接地。

（4）行走部：首先用回柱絞車將一側的行走部吊起，對準配合鍵槽與本體部靠實擰入螺栓。然后在已裝好的履帶下面墊實枕木，待兩個履帶聯接完后，將本體部吊起，抽出枕木等物。

（5）后支撐：回柱絞車起吊支撐架，與本體部對接，對正鍵槽定位。

（6）第一運輸機：首先用回柱絞車吊起運輸機，前溜槽為頭，從本體后部向前穿入，第一運輸部后部落下。然后將第一運輸機與后支撐對正，將第一運輸機放在一運支撐輪上。再將刮板鏈吊起，一端長鐵絲捆住，由上部向前引入，在前導輪處反向，由鏈條的返回側拉出鐵絲。

（7）截割部：首先將截割頭或截割臂作為前部吊裝用鋼絲繩包裹，將截割部吊起與回轉工作臺聯接。然后將裝配后的截割頭前端用枕木墊起，再裝截割部升降油缸。

（8）主體機構安裝完成后，再逐步安裝操作臺、油箱、泵站、電控箱等部件。

3 安裝措施

安裝掘進機時，使用回柱絞車主起吊和拖運，使用手拉葫蘆進行輔助起吊或者牽引調向。

3.1 安全確認

（1）在工作地點前后15～20 m 范圍內拉設警戒牌，警戒牌距底板1～1.5 m，經負責人同意，確認安全后方可通行。

（2）每次起吊前，由跟班副區長組織對作業環境、工具、設備、頂幫支護及鎖具等進行風險辨識、隱患排查和安全確認，確保安全后方可作業。

（3）上、下山起吊設備、重物時，其下山方向不得有人，并且操作人員站在設備重物的上山一側操作手拉葫蘆。

（4）起吊作業時必須安排專人觀察頂板情況，發現頂板下沉及掉渣等不安全現象時，必須停止。

3.2 尾輪固定

（1）采用“十字花”方式進行起吊作業，使用雙螺母緊固牢固。

（2）使用Φ18 mm×64 mm 雙圓環鏈起吊，一根鏈子主起吊，一根鏈子防護（以穿過手拉葫蘆承重鏈之間為宜），鏈子每端受力錨桿不少于2 根。

（3）每次起吊前，安全負責人對固定吊點進行檢查，確保安全起吊。

3.3 絞車起吊及拖運措施

（1）由熟悉起吊作業的絞車司機操作絞車進行起吊，且司機站在絞車側后部的安全位置操作。

（2）人員必須躲開繩道、尾輪三角區域及崩繩波及區域，向迎頭拖運時下山方向嚴禁有人。

（3）絞車起吊時，使用哨子或電鈴進行聯絡，“一聲”停，“兩聲”緊繩，“三聲”松繩。正式起吊前要進行試起吊1～2 次，先吊離地面或車輛100 mm，進行隱患排查，物體應平衡，捆綁應無松動，起吊工具、機械應正常。如有異常應立即停止起吊，將物體放回原處后進行處理。

（4）鋼絲繩鉤頭通過10 t 卸扣或Φ18 mm×64 mm 連接環與重物捆綁繩索或起吊環連接。

（5）拖運距離超過30 m 時或視線不清楚時必須使用電鈴聯系。

（6）嚴禁野蠻拖運或起吊，嚴禁生拉硬拽，出現鋼絲繩受力過大時，必須停止拖運，由負責人指定專人進行排查處理。

3.4 起吊安裝技術措施

（1）部件捆綁起吊：小于2 t 的設備可使用繩徑為15.5 mm 的鋼絲繩，2～3 t 的設備可使用繩徑為18.5 mm 鋼絲繩捆綁，大于3 t 的重物，使用Φ18 mm×64 mm 圓環鏈或Φ20 mm×60 mm 圓環鏈或繩徑不小于21.5 mm 的鋼絲繩進行捆綁。捆綁時至少捆綁兩道，重心居中，設備具有起吊環時，起吊鉤環或繩套固定在設備起吊環上。

（2）輔助起吊或調向使用兩個及以上手拉葫蘆時，每個手拉葫蘆的載荷量都必須大于重物的質量。

（3）嚴禁將已起吊的重物懸吊擱置，起吊時必須找好重物中心和重心位置，嚴禁用身體來平衡重物重心。

（4）嚴禁使用通鏈起吊，防止一根錨桿失效造成尾輪或手拉葫蘆落地。

（5）重物起吊時或起吊后，下面不準站人或進行其他工作，若需進行設備的擺正、轉動等工作，必須使用繩拉或采用長柄工具推。吊起的物件需要進行移動時必須用繩或手拉葫蘆牽引，物件兩側及牽引受力反方向嚴禁有人。

（6）嚴禁用人體質量來平衡被起吊的重物，起吊作業時，不能站在重物下面（下方）或重物運動前方等不安全的地方，要離開起吊設備3 m 以外的安全距離，嚴禁用手直接校正已被重物張緊的吊繩、吊具。

（7）使用手拉葫蘆對起吊設備進行側向牽引時，可使用幫部支護錨桿。牽引或調整使用支護錨桿時，使用前必須對受力錨桿附近錨桿進行緊固。

4 應用效果分析

4.1 施工方案的優點

（1）使用回柱絞車主起吊，手拉葫蘆輔助起吊和調向，相較于手拉葫蘆主起吊，避免了人工反復操作手拉葫蘆起吊重物，極大地降低了勞動強度，提高了安全系數。

（2）電動葫蘆需要吊軌輔助運行，空間和方位要求高，相較于電動葫蘆，絞車對空間需求低，安裝和回撤簡便，可與安裝掘進機同步進行，需用工時低。

（3）安裝的回柱絞車不但可以用于起吊，而且可以拖運巷道內存放的部件，拖運效果安全高效，同時回撤的回柱絞車可作為帶式輸送機的漲緊絞車帶。

（4）回柱絞車體積小占用空間少，直接由單軌吊機車運送和回撤，不占用安裝工時。

（5）對比近5 年來50 余次的安裝情況進行分析，使用手拉葫蘆主起吊時，安裝掘進機平均需用18 個班次；使用電動葫蘆主起吊時，安裝掘進機平均需用12 個班次，安裝電動葫蘆和吊軌占時2 個班次；使用回柱絞車主起吊和拖運時，安裝掘進機僅用時6 個班次，實現了快速機械化安裝。

4.2 存在的問題

（1）使用回柱絞車起吊，對絞車操作人員的要求相對較高，需持證且熟知絞車的制動原理。

（2）回柱絞車起吊過程中，人員需躲離繩道，起吊掌控不及時，對一些定位和插銷等精細作業需反復進行。

5 結語

義橋煤礦在安裝掘進機期間，使用回柱絞車主起吊，手拉葫蘆配合起吊和調向，相較于單純的手拉葫蘆起吊和電動葫蘆起吊，快速機械化安裝工藝工序簡單、安全系數高且勞動強度低，工效可提高3～4 倍，為機械化安裝掘進機積累了寶貴經驗。