裴利星
(陽(yáng)泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司一礦,山西 陽(yáng)泉 045008)
為提高綜合機(jī)械化施工程度,充分發(fā)揮成套化裝備優(yōu)勢(shì),結(jié)合陽(yáng)煤一礦推廣掘進(jìn)機(jī)配套液壓錨桿臺(tái)車工藝情況,為減少掘支環(huán)節(jié)分步施工,解決工藝不連續(xù)的問(wèn)題,利用裝備提能和工時(shí)優(yōu)化,提升大斷面煤巷掘進(jìn)效率,經(jīng)過(guò)對(duì)EBZ200M-2型掘錨機(jī)進(jìn)行推廣應(yīng)用,取得了很好的效果。
四采區(qū)東輔助回風(fēng)巷位于四采區(qū)東部,8403工作面切割巷以東,西大巷軌道大巷以南,二采區(qū)邊界以西,三礦井田以北。是沿15號(hào)煤基本頂掘進(jìn)的半煤巖巷,設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1 000 m,巷道坡度平均4°,凈寬5.5 m,凈高3.8 m,凈斷面20.9 m2。巷道頂板直接頂為0.6 m黑色泥巖,基本頂為7.55 m灰色石灰?guī)r,直接底為2.4 m灰黑色砂紙泥巖。
頂板采用“W鋼帶+錨桿+錨索+金屬網(wǎng)”聯(lián)合支護(hù),鋼帶眼內(nèi)全部布置錨桿,采用Φ20 mm×2 200 mm螺紋鋼錨桿,錨索布置采用323眼方式,第一排布置在鋼帶對(duì)稱的2、5眼上,第二排布置在鋼帶對(duì)稱的2、5眼上及3、4眼中心,依次交替布置。錨索采用Φ21.6 mm×7 200 mm的鋼絞線,金屬網(wǎng)使用6 000 mm×1 200 mm的金屬網(wǎng)。兩幫采用“錨桿+經(jīng)緯金屬網(wǎng)”聯(lián)合支護(hù),排距1 000 mm。幫錨桿布置4根錨桿,間距400/1 000/1 000/1 000/500 mm。錨桿使用Φ20 mm×2 200 mm的左旋螺紋鋼錨桿,使用3 600 mm×1 200 mm的菱形網(wǎng)。
EBZ200M-2型掘錨機(jī)能實(shí)現(xiàn)連續(xù)切割、裝載、運(yùn)輸,配合錨桿鉆機(jī)進(jìn)行打錨桿、錨索支護(hù)的循環(huán)作業(yè)。適用于煤巷或半煤巖巷以及軟巖的巷道掘進(jìn),最大定位截割斷面可達(dá)32 m2,截割硬度為80 MPa。要求環(huán)境溫度為0~30℃,坡度±18°。
表1 掘錨機(jī)整體參數(shù)表
表6 掘錨機(jī)鉆錨系統(tǒng)和臨時(shí)支護(hù)主要技術(shù)參數(shù)表
四采區(qū)東輔助回風(fēng)巷掘進(jìn)時(shí)采用EBZ200M-2掘錨機(jī)進(jìn)行截割、裝載、臨時(shí)支護(hù)和永久支護(hù),運(yùn)輸使用皮帶機(jī)出煤。截割完后,先上鋼帶和金屬網(wǎng)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù),后伸出鉆臂至工作面,由左右鉆臂先施工頂板范圍內(nèi)3個(gè)錨桿及錨索眼位,再施工每幫最上2排錨桿,下部2個(gè)幫錨桿由錨桿鉆機(jī)施工。
表2 掘錨機(jī)鏟板部主要技術(shù)參數(shù)表
表3 掘錨機(jī)第一運(yùn)輸部主要技術(shù)參數(shù)表
表4 掘錨機(jī)截割部主要技術(shù)參數(shù)表
表5 掘錨機(jī)行走部主要技術(shù)參數(shù)表
臨時(shí)支護(hù):頂幫完好時(shí),每掘出一個(gè)循環(huán)(兩排)后,操作換向閥使折疊油缸打開(kāi),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)位置,確定打開(kāi)角度,操作換向閥使兩級(jí)升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)頂架向上舉升,控制前后、左右翻轉(zhuǎn)油缸,確保頂架接頂良好,調(diào)整金屬網(wǎng)、鋼帶至合適位置后,操作換向閥使頂架與巷道頂板支撐,開(kāi)始進(jìn)行錨固作業(yè)。
生產(chǎn)班工藝流程:檢查工作面隱患→截割(同時(shí)裝料運(yùn)輸)→停機(jī)→敲幫問(wèn)頂→打開(kāi)臨時(shí)支護(hù)→操作錨桿鉆機(jī)→打錨桿和錨索進(jìn)行永久支護(hù)→開(kāi)機(jī)→進(jìn)入下個(gè)工作循環(huán)。
掘錨機(jī)滿足現(xiàn)斷面截割要求且截割和運(yùn)輸功率大(截割功率200 kW,運(yùn)輸能力4 m3/min),截割效率有優(yōu)勢(shì),截割用時(shí)30 min,截割用時(shí)節(jié)省15 min左右。掘錨機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)載式臨時(shí)支護(hù),該裝置結(jié)構(gòu)合理,全液壓自動(dòng)操作,且支護(hù)面積大,整體支護(hù)效果好,有效改善了作業(yè)環(huán)境。在永久支護(hù)上,實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工,施工錨桿用時(shí)4 min,錨索用時(shí)12 min,循環(huán)支護(hù)用時(shí)120 min,鉆眼效率較原來(lái)提高一倍。
通過(guò)掘錨機(jī)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了截割、臨時(shí)支護(hù)、永久支護(hù)的全部機(jī)械化,日單進(jìn)達(dá)到12 m,平均月進(jìn)尺達(dá)300 m,較原來(lái)工藝提升60 m,提升幅度25%。
1)掘錨機(jī)在現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)基礎(chǔ)(外形尺寸基本相同)上實(shí)現(xiàn)集成2臺(tái)錨桿鉆機(jī),在截割完即可進(jìn)行支護(hù)作業(yè),解決了掘進(jìn)機(jī)和人工施工進(jìn)行打眼施工錨桿的難題。
2)掘錨機(jī)配套的機(jī)載臨時(shí)支護(hù),實(shí)現(xiàn)全液壓自動(dòng)操作,結(jié)構(gòu)緊湊,配合有序,較液壓錨桿臺(tái)車有更大的支護(hù)面積和護(hù)頂效果,有效地改善了作業(yè)環(huán)境。
3)掘錨機(jī)自帶張緊液壓系統(tǒng),能實(shí)現(xiàn)高壓快速對(duì)錨索預(yù)緊,并減少了錨索張拉泵配置。
1)鉆臂操作平臺(tái)面積小。鉆臂伸出鉆眼時(shí),只有外部有操作平臺(tái),面積僅為1.5 m×0.5 m,不能實(shí)現(xiàn)2人配合作業(yè),不能實(shí)現(xiàn)鉆眼和連網(wǎng)、幫錨桿施工等平行作業(yè),影響了鉆錨施工效率。
2)幫錨桿施工效率低。由于鉆臂設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)影響,鉆臂在施工幫錨桿時(shí)被調(diào)整成水平狀態(tài),造成鉆桿等朝下,鉆臂遮擋住視線,影響了施工幫錨桿的操作。
3)改進(jìn)臨時(shí)支護(hù)裝置。掘錨機(jī)的臨時(shí)支護(hù)裝置有著較好的操作性能,但在布置鋼帶時(shí),不能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制,影響臨時(shí)支護(hù)調(diào)整時(shí)間。
通過(guò)掘錨機(jī)的推廣和分析,綜合對(duì)比原施工工藝,掘錨機(jī)表現(xiàn)了良好的綜合性能,實(shí)現(xiàn)了截割、臨時(shí)支護(hù)、永久支護(hù)的一體化作業(yè),提升了掘進(jìn)裝備機(jī)械化、連續(xù)化、成套化水平,掘進(jìn)效率提升了25%以上,是現(xiàn)階段大斷面煤巷安全高效掘進(jìn)的可靠裝備,具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。