廣角大斷面連續(xù)截割工藝的創(chuàng)新與實踐

許君

（冀中能源峰峰集團 牛兒莊采礦公司，河北 邯鄲 056201）

1 概 況

邯鄲市牛兒莊采礦有限公司是有著多年開采歷史的老礦井，井田位于峰峰煤田的中部，鼓山東麓，鼓山復背斜東翼，總的構造為單斜構造，并向東南傾伏。單斜上發(fā)育著北北東方向與近東西方向的大斷層。受大中型斷層的控制，井田內發(fā)育著一些較低序次的幅度和寬度較小的開闊褶曲，構成了井田的主要構造輪廓。井田走向長3 km，傾向寬2.8 km，面積8.589 km2。開采深度+260—-600 m標高，開采煤層2、4、6 號煤層，生產能力為40萬t/a。隨著開采年限的增加，生產地區(qū)逐步萎縮，生產地區(qū)也越來越復雜，現(xiàn)主要生產地區(qū)集中在各煤柱的回收及各種邊角煤，因此日常掘進生產過程中需根據(jù)各地區(qū)實際不斷調整掘進方位，巷道拐線作業(yè)較為頻繁。

2 原有掘進機掘進施工作業(yè)存在問題

牛兒莊礦原有掘進施工綜掘機受運輸聯(lián)結裝置影響，綜掘機截割作業(yè)時機身與二運皮帶擺動夾角小，擺幅受限，實際作業(yè)時遇到不少問題。一是遇有大斷面需廣角截割作業(yè)和巷道拐線作業(yè)時綜掘機難以直接進入拐線巷道，不能有效發(fā)揮機掘優(yōu)勢；二是當機身大幅左右擺動截割時，一運溜子、二運皮帶、跟頭皮帶落煤偏移原落煤點，造成大量煤砟掉落堆積；三是二運皮帶極易偏離跟頭皮帶機尾軌道，造成掉道事故，帶來安全隱患；四是在拐線作業(yè)時，由于無法形成拐線夾角，為縮短行進長度，需對機體運輸設備進行二次反復拆裝工作，增加了人力和設備材料的成本投入；五是二運皮帶離地安全間隙高度限制，綜掘機截割出煤時必須停止履帶行進并下放后支撐，以提高皮帶離地安全間隙，無法實現(xiàn)行進間連續(xù)截割作業(yè)。

針對上述這些問題，研究決定進行廣角截割改進，解決機體擺動受限、轉載點運輸?shù)裘喉摹C體皮帶掉道等系列問題。

3 裝置改進

根據(jù)牛兒莊礦實際情況，此次選用該礦的EBZ135 型懸臂式掘進機進行改進實驗。原綜掘機機身與二運皮帶擺動夾角約為5°～8°，最大截割底寬為5.1 m。要想實現(xiàn)廣角截割，核心是對綜掘機聯(lián)結裝置進行改進。

通過分析研究，決定將二運聯(lián)結裝置在原有基礎上進行加長改進,加長1 200～1 400 m，使綜掘機機體和二運皮帶機尾同軸自由旋轉，擴大機體與二運皮帶旋轉角度。調整后機身與二運皮帶由原夾角5°～8°增大為最大單向轉角90°，雙向轉角180°。同時，加設二運皮帶調高裝置，在原基礎上可以調高200～300 mm，使二運皮帶不再依靠下放綜掘機后支撐來保證離地安全間隙，綜掘機前后運行不再受下放后支撐影響。綜掘機旋轉機尾改進裝置如圖1 所示，改進前后指標對比見表1。

表1 改進前后指標對比Table 1 Comparison of indicators before and after improvement

圖1 綜掘機旋轉機尾改進裝置Fig.1 Improvement device of rotary tail of roadheader

4 改進裝置的實施及應用效果

4.1 改進裝置的實施

改進后的裝置在安裝調試后能夠與綜掘機日常生產運轉相匹配，實現(xiàn)了實現(xiàn)廣角截割，機體與二運皮帶同軸自由旋轉，滿足生產需要，同時對后支撐等其他附屬裝置正常運轉不構成新的影響。廣角大斷面截割工藝的實施應用尤其在切眼掘進、巷道拐線施工作業(yè)、擴掘車場、鉆場等方面應用效果良好，基本解決了上述存在的問題。

4.2 取得的效益

該裝置為自行設計制作及安裝，設備制作費用0.5 萬元，人員人工費用1.1 萬元。但改進后為生產提效、人工、材料設備節(jié)支降耗、安裝運轉等帶來多種經濟和社會效益。

（1） 機尾及跟頭皮帶機尾不在需要專人查看，清理掉落煤矸，日減少用工3 人，按每人每日工資300 元計算，每月節(jié)省工資27 000 元，全區(qū)3 個掘進頭，年可節(jié)約人工97.2 萬元。

（2） 在拐線掘進時可自由擺動進入拐線巷道，不再進行二運皮帶和過渡溜子二次反復拆裝工作，優(yōu)化了生產組織，巷道單次拐線施工比原來減少2個小班，單次節(jié)約拆除安裝用工16 人，按月均拐線1 次，每人每工300 元計，年節(jié)約工資支出17.28 萬元，工效大幅提升。

（3） 綜掘機一運溜子和二運皮帶機尾同軸旋轉，二運皮帶不受前頭綜掘機擺動影響，各轉載點落煤穩(wěn)定不產生偏移，一運溜子從根本上減少了機尾淤堵事故，減少了人力投入和清淤勞動量，每班節(jié)約清淤看機尾用工1～2 人。

（4） 調高裝置的應用使二運皮帶減少與底板摩擦損耗，降低了斷帶事故和皮帶續(xù)接錨口等人工及材料消耗，年可節(jié)支材料消耗2.3 萬元。

（5） 調高裝置的設置將二運皮帶離地安全間隙調高，綜掘機在截割時不用單獨停止履帶行進并下放后支撐以保證二運皮帶運輸，實現(xiàn)了綜掘機行進、截割、運輸同步連續(xù)作業(yè)，提高了掘進截割功效。

5 結 語

牛兒莊采礦有限公司綜掘機廣角大斷面連續(xù)截割工藝的改進創(chuàng)新，對復雜生產地區(qū)條件簡化了日常拐線作業(yè)的拆除安裝工作，能夠有效發(fā)揮機掘優(yōu)勢，同時二運皮帶運輸裝置不受綜掘機左右大幅擺動影響，可在跟頭皮帶機尾跑道上平穩(wěn)移動，不再偏離機尾軌道，有效杜絕了二運掉道事故，保證了生產安全，為安全管理創(chuàng)造了條件。綜掘機截割時不再受二運機身長度限制，能夠實現(xiàn)廣角大斷面截割作業(yè)，尤其在拐線掘進時可自由擺動進入拐線巷道，發(fā)揮機掘優(yōu)勢。該裝置優(yōu)化了生產組織，實現(xiàn)了經濟、安全多重成效，應用適用范圍較廣，可滿足不同生產條件下的推廣應用。