EBZ-200型大坡度半煤巖巷掘進機的研制及應用

摘要：為解決煤礦采區準備工程大傾角巷道下山掘進問題，研制、應用EBZ-200型大坡度半煤巖巷掘進機。重點研究了行走馬達對-200下山及高履帶的適應性、行走輔助倒車油缸和后支撐穩定油缸的配置、液壓系統對大傾角巷道下山掘進的適用性、提高第一運輸機運料能力及下山-200度鏟板收料效果的技術途徑、電氣系統的穩定性及綜合保護性能、設備配套、綜掘工藝及勞動組織等內容。同時，介紹了生產實際應用效果及取得的經濟技術效益與推廣應用前景。

關鍵詞：掘進機大坡度半煤巖巷研制應用效益

中圖分類號：TD421文獻標識碼：A文章編號：1674-098X(2011)03(a)-0000-00

引言

采區準備工程都存在著大傾角巷道下山掘進問題。而現在的半煤巖巷道坡度超過掘進機額定掘進坡度時，常采用放炮掘、耙斗機出渣、軌道運輸等方法施工，月平均進尺40～60米，施工速度慢。尤其是在某些特殊工況（如采掘面在橋梁、建筑物下面時）又嚴禁炮掘，只好改變巷道角度、長度，不僅增加了工作量，而且不能保證水平和采區正常接替。而普通巷道掘進機工作坡度一般在±16°范圍內，實際上，在10度以上的坡道上完成切割、收料等工序都是很困難的。所以開發研制大坡度掘進機很有必要。

1大坡度掘進機的特點

1)行走馬達適應于下山-200高履帶的要求 高齒履帶板在設計上采用優質合金鑄鋼材料制造，能夠有效地保證其運行的可靠性。采用進口110kn.m行走馬達減速機，以保證設備具有充足的行走動力。2)設置行走輔助倒車油缸 為了提高掘進機的行駛安全性，配備行走輔助倒車油缸組件，為特殊路況的安全行駛和掘進工作提供了有效保證。3)設置后支撐穩定油缸 由于大坡度下山掘進及后配套轉載機的需要（轉載機使掘進機重心后移），掘進機重心相對履帶中心的前置量，應比普通掘進機（適用坡度為±16°）減少150mm左右，使機器在大坡度下山掘進及平巷掘進時保持最佳的縱向穩定性。4)液壓系統適應下山-200工作的要求 采用半封閉式液壓回路系統，保證機器在-200的情況下能夠正常工作，有利于保證液壓元器件的正常使用壽命。這就要求各液壓元件得到更強勁的驅動力，大坡度掘進機油泵電機功率設定為132KW，比普通型掘進機油泵電機功率110KW提高20%。5)提高第一運輸機運料能力 大坡度下山掘進，刮板鏈容易在前部回鏈處堆積而產生卡鏈、跳鏈故障，因此對輸送機的張緊機構提出了較高的要求。使用進口大排量馬達，以提高運輸機的運輸能力，裝運能力為240 m3/h。解決了大坡度物料運輸卡料的難題，使掘進機效率得到提高。6)保證下山-200度鏟板收料效果 鏟板采用流線型外形專用鏟板，具有更高的強度，適應于大坡度巷道工作。星輪轉速為30r/min，轉載能力240 m3/h，在不影響截割部下切的情況下盡量加大扒抓的高度，可以保證收料能力。7)電氣系統具有綜合保護功能 電氣系統采用進口專用控制器控制，防護等級IP67，并配有中文液晶顯示屏，能適時反映機器工況，各項保護和顯示功能齊全，性能可靠。電氣系統的穩定性，具有綜合保護功能。

2設備配套

半煤巖巷巷道寬4.0～4.5m，高2.2～4.0m，斷面12～16 m2破巖厚度0.5～2.0m，巖石硬度f=6～8、局部f≤10，組成EBZ-200型大坡度掘進機＋SZD800/11G橋式轉載機＋DSJ80/40/2×75P帶式輸送機，組成快速半煤巖巷機械化作業線。

3綜掘工藝方法及勞動組織

1)正常施工工藝 正常掘進時工藝流程為：交接班→安全檢查→延接皮帶→開機檢查→掘進機切割掘進（自動出巖、噴霧灑塵）→敲幫問頂→打臨時支護→打錨桿掛網支護→安全檢查

2)特殊工藝 如果在掘進過程中，遇見煤層變薄或巖性較硬，切割困難，切割材料消耗大，經濟上不合理的情況下，可輔助采用中深孔預裂爆破方法松動巖石，之后再使用掘進機切割。如遇煤層殲滅帶或煤層厚度小于0.7m巖性較硬時，采用光爆法爆破掘進。

3 )截割示意圖及說明：

①圖中的箭頭表示切割方向，切割時先在煤層中部進刀，豎向切割下部煤（巖），然后依次向上切割，進刀深度為0.5m為宜，待截割完畢且打設完錨桿后，再進行下一個循環，往復進行。②巖性較硬時，先采用中深孔預裂爆破方法松動巖石后，再依照上圖箭頭所示的截割方式進行切割。③當掘進底板時，應將鏟板降至最低位置。④當巖性較軟時，可直接采用上圖所示的截割方法進行割煤（巖），所破落煤（巖）經掘進機自動出巖到伸縮皮帶再到膠帶輸送機，掘進機切割一個循環后停機，掘進機向后退，支護頂板，進入下個循環。

4)過破碎帶時的施工方法 遇見破碎帶時，縮小錨桿間排距為600mm×600mm，每次掘進進尺控制在0.6m～0.8m，圍巖破碎嚴重時，采用風鎬、镢頭掘挖，每次控制在0.6m，然后刷大成巷，再打錨桿掛網，按照設計要求打錨索，進行加固穩定圍巖，錨索必須及時跟進工作面與錨桿同時安裝。

5)勞動組織及作業循環 巷道掘進采用“三八”制循環作業（一天3班，每班8h）。循環進度1.6m，每班兩循環。為保證正規循環作業的完成，工作面施工作業必須根據勞動組織人員配備，合理安排工序，工序和工序之間盡量做到交叉進行、平行作業，以充分利用工作時間，提高工時利用率。

4應用效果

EBZ-200型大坡度懸臂式掘進機正常使用月份平均進尺110m，最高月份進尺140m。切割底板普氏系數在4～6的砂巖比較優越，可直接破頂、底施工，臥底厚度達2.2m左右，因為是截割破碎，破碎比較均勻，基本上不需要人工破碎，即可運出。大大加快半煤巖巷下山的施工速度，提高了生產效率，減輕工人的勞動強度，改善作業環境，有效保證采區的正常接替。

5結語

EBZ-200型大坡度懸臂式掘進機及配套設備性能參數確定合理，作業線流暢、性能穩定。改善工作環境，減少施工人員、減輕工人勞動強度，保證施工安全，大大加快了半煤巖巷大坡度掘進施工進度。有效促進采區的正常銜接與礦井實現高產高效，產生顯著的經濟技術效益，具有較好的推廣應用前景。

但由于履帶板齒牙較淺，雖有側油缸助力，在坡度超過-20°情況下爬坡效果仍不理想，有待進一步改進。

參考文獻

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