簡述興云煤礦綜掘機的探索與應用

楊世貴

（云南省興云煤礦，云南 曲靖 655501）

由于綜掘機重量大、外型尺寸大，如何使綜掘機適應煤層賦存復雜、常需轉彎、掉向、底軟下陷等實際，達到既簡化生產系統、減少設備臺件、減少作業場所塵毒危害、減少綜掘機拆運、安裝、調試，又發揮綜掘機的效能，達到安全高效的目的，云南省興云煤礦通過近2年多的綜掘機探索應用，已達到預期目的。文章著重將綜掘機探索應用中幾方面的經驗作介紹，供兄弟單位參考。

1 綜掘機的探索應用

1.1 合理布置設施實現綜掘機掘進迎頭有效供風

煤礦安全生產是煤礦一切生產經營活動的基礎，是煤礦發展永恒的主題，是實現以人為本的基本手段。要使“以人為本，安全第一”的安全理念深入人心，并落實在我們實際工作中，是一項長期亟待解決的問題。

根據《煤礦安全規程》第468、469條和第738條之規定，風筒、風水管路、運輸設備的鋪設不能與電纜鋪設吊掛巷道同側；煤礦企業必須加強職業危害的防治與管理，做好作業場所的職業衛生和勞動保護工作，要采取有效措施控制塵、毒危害，保證作業場所空氣中粉塵濃度符合國家職業衛生標準。

我礦結合綜掘機設計的外型結構特點，電氣系統的控制箱和操作司機的操作座位布置在左邊，應用綜掘機施工巷道時不管沿什么方向前進和后退，電氣系統的控制箱及操作司機永遠都座在綜掘機左邊，而操作司機在井下生產過程中必須在保證安全的前提下從事作業，才能保質保量完成安全生產任務，實現“以人為本、安全第一”。所以，針對綜掘機操作司機座在綜掘機左邊實際，綜掘機掘進迎頭供風風筒、風水管路、運輸設備必須沿巷道左側鋪設，電纜必須沿巷道右側吊掛鋪設。綜掘機掘進過程中會產生大量粉塵，設計時雖然有內外噴霧降塵系統，但是在實際生產過程中還是不能全部捕降生產性粉塵。首先要確保不能有大量粉塵影響司機視線，讓司機能看清作業現場（迎頭）的情況，這樣才能在施工過程中發現隱患、排除隱患實現安全生產。其次，必須做到不能有迎面風流將粉塵吹向司機。如司機吸入大量粉塵會對健康產生直接的危害，也難以落實以人為本。所以，綜掘機掘進迎頭供風風筒必須布置在左邊與操作司機同側，這樣風筒出風口的風從左邊吹到迎頭順右邊靠負壓經巷道帶走掘進過程中生產性粉塵。

1.2 綜掘機巷道施工中防止下陷和防塵

綜掘機原噴霧系統屬于閉式循環系統。綜掘機工作過程中的噴霧水是經過綜掘機截割部噴出后才能冷卻電機和油溫，如果長期開啟噴霧系統會造成巷道積水，致使底板變軟、底滑，從而導致綜掘機行走部下陷和前進后退行走難。如果不開啟噴霧系統，雖然可以解決下陷問題，但冷卻水不能循環，而導致電機及油溫過高，影響綜掘機性能，導致大量粉塵得不到抑制，影響職工健康。對此，我們對綜掘機的噴霧系統進行改造，把原來的閉式水冷卻循環系統改成開啟式系統，噴霧系統的冷卻水通過管路引排入水倉而不流入現場（迎頭）巷道，既保證綜掘機工作過程中的噴霧和噴霧水壓的供給正常，又解決了巷道積水綜掘機下陷和前進后退行走難的問題，還有利于呼吸性粉塵的沉降、抑制粉塵的生成和切割火花的產生，除此之外，還使噴霧系統中的各裝置工作狀況得到改善，延長壽命，使整個噴霧系統工作的可靠性得到提高，還可利用綜掘機來臥底、鏟浮煤比改造前更加方便快捷，無需再用人工鏟，降低了職工勞動強度，提高了工作效率，

1.3 綜掘機施工巷道轉彎探索應用

由于我礦煤層賦存復雜、斷層多，壓力大、綜掘機施工巷道時常需轉彎、掉向。加之，綜掘機自身機身長、外形尺寸大，掘進轉彎時不論是左轉彎還是右轉彎都受轉彎半徑、轉彎角度的限制，而且還要充分考慮施工安全、系統簡單、設備鋪設等因素，如果掘進出的巷道斷面較大，就會導致支護難、壓力大、維修難等不利因素，會對人身安全造成威脅。所以，綜掘機巷道設計、施工轉彎時，如何縮小綜掘轉彎半徑，增大轉彎角度，達到縮小掘進支護面積、縮短轉彎長度、減少設備臺件，滿足運輸設備的鋪設，巷道轉彎是綜掘機施工過程中的一大難題。

1.3.1 綜掘機相關參數選定

根據綜掘機產品說明書得知，EBZ132CZ綜掘機外形尺寸長9530mm×寬2600mm×高1550mm，EBZ160綜掘機外型尺寸長10 100mm×寬3000mm×高1810mm；綜掘機的最小轉彎半徑不得低于 12 000mm。我礦在綜掘機探索、應用過程中，經過現場實測：EBZ132CZ鏟板收縮后至一運溜子機頭最小尺寸長為7000mm，寬度2600mm（鏟板為綜掘機最寬部分），高1550mm（為綜掘機機身高度）；EBZ160鏟板收縮后至一運溜子機頭最小尺寸長為7100mm，寬度3000mm（鏟板為綜掘機最寬部分），高1810mm（為綜掘機機身高度）；鏟板寬、機身高對轉向實際均無太大影響。因此，減小轉彎半徑、增大轉彎角度、縮短轉彎（機身）長度，是轉彎中要采取的主要方法。

1.3.2 綜掘機轉彎半徑和轉彎角度選定

根據綜掘機產品說明書得知，綜掘機的最小轉彎半徑不得低于12 000mm。如果采用該轉彎半徑用于直角（90度）巷道轉彎施工時，彎道最大支護尺寸達9316mm（最大支護尺寸：掘進巷道時的內彎巷幫至巷道轉角距離），轉彎半徑過大、轉角過小都會造成掘進時懸頂面積過大，導致施工不安全，同時支護、維修困難，材料消耗大等不利因素。

由圖1轉彎半徑、角度的選擇比較可以看出，如果選擇轉彎半徑9000mm，用于直角（90度）巷道轉彎施工時，彎道最大支護尺寸達8074mm；用于銳角（80度）巷道轉彎施工時，彎道最大支護尺寸達9602mm；用于鈍角（100度）巷道轉彎施工時，彎道最大支護尺寸達6430mm。如果考慮再縮小轉彎半徑，由于受機身長度（EBZ132CZ長7000mm、EBZ160長7100 mm）的限制，轉彎半徑過小容易造成綜掘機轉彎時活動空間狹小、后尾會刮蹭巷幫，前進、后退困難，不便于安全施工。所以，在轉彎半徑確定的情況下，兩巷夾角越大，轉彎長度越短，支護斷面越小，且便于安全施工；兩巷夾角越小，轉彎長度越長，支護斷面越大，且不便于安全施工。因此，在綜掘巷道設計、施工時我礦大多采用最小9000mm轉彎半徑、直角（90°）及大于90°轉彎，但相對來說直角（90°）轉彎施工相對比較難。

1.3.3 綜掘機轉彎方法和轉彎施工

巷道轉彎分左轉彎和右轉彎。在巷道施工前要進行初步設計，綜掘機巷道的設計、施工要盡量采用左轉彎。因為，轉彎巷道最小半徑弧線（巷道邊）是綜掘機最難施工處，而綜掘機操作司機的座位在左邊，左轉彎巷道最小半徑內弧線（巷道邊）在左邊，操作司機能看清最小半徑內弧線（巷道邊），施工時司機對迎頭和巷道左邊一目了然，施工時相對容易多。而右轉彎巷道的最小半徑內弧線（巷道邊）在右邊，操作司機施工時視線受阻，只能依靠輔助人員指揮或需要站起來獲得視線，但巷道高度是固定的，這種做法對人身安全造成威脅，所以，巷道的設計、施工盡量采用左轉彎方法。

根據綜掘機產品說明書和相關資料，綜掘機是采用常規圓弧轉彎方法掘進，這種施工方法，轉彎長度較長，轉彎起點至終點弦線長至少要增一臺過渡運輸設備，轉彎處軌道還無法鋪設，無法實現機軌合一，在巷道施工中無法運送料和設備，無法減少運輸設備臺件。所以，經過現場綜掘機不斷摸索應用，并結合以往炮掘轉彎實際操作經驗，我礦在綜掘機巷道設計、施工時，左轉彎巷道按設計轉彎半徑采用右邊沿外切線（為巷道邊）直接推進轉彎，左邊按內半徑弧線轉彎（圖2）或模型模擬法轉彎（圖3），來滿足運輸設備的鋪設搭接、軌道鋪設和減少設備臺件的目的，反之為右轉彎。

模型模擬轉彎方法（如圖3），即：在CAD上根據巷道和綜掘機參數制作模型模擬轉彎，通過演示來確定巷道轉彎的相關數據，在模擬演示中，距離巷幫預留300mm富裕系數，以保證綜掘機后尾不刮蹭巷幫。在綜掘機行走截割時，支護緊跟迎頭，按綜掘機每前行3000mm時綜掘機的擺幅來決定下一循環截割范圍，截割至彎道變急段時，可適當縮短行走步距，減少綜掘機退、擺次數，具體選擇截割行走步距可根據現場實際而定，以此類推，直至轉至下一條設計巷道為止。

2 煤礦綜掘機的探索應用效果

根據國家對煤礦安全生產采掘機械化升級的要求，針對煤層賦存復雜、斷層多、壓力大、掘進效率較低的狀況，我礦引進使用EBZ132CZ型窄機身半煤巖綜掘機和EBZ160標準型綜掘機取代了大部份炮掘施工。通過近兩年綜掘機的探索應用，沒有出現大的故障，電機也無燒毀現象，順利完成71701、90911運輸巷、71703、91713材料巷等巷道掘進約8000m，升井檢修又投入71801材料巷、71701材料巷等使用。采用三八制（8小時）早、中兩班生產，在掘進半煤巷10．4m2以上的斷面，采用樹脂錨桿和錨索、網聯合支護，平均掘進進尺為268m／月，采用礦工鋼支護，平均掘進進尺為253m／月，充分發揮綜掘機的效能，逐步提升了單進水平，確保安全清潔生產，與省內同類煤礦相比已較為領先，但同國內相比還有一定的距離。加之，隨著采掘機械化升級的要求，綜采投入使用，采用炮掘速度已經不能滿足現有的綜采回采速度需求，要提高掘進進尺一般方法是增加掘進頭和作業人員，但受風量及各方面條件限制，有時有掘進頭不能施工的現象，往往出現人員相對富裕。根據安全生產中人、機、環要素，人是安全生產中最不安全的因素。所以，從長遠考慮，必須繼續探索應用和引用綜掘機，充分發揮綜掘機的優勢，來提升掘進速度，確保采掘關系平衡，實現減員增效、縮頭減面、高產高效目標，保證原煤產量和職工收入的增長。

3 綜掘機在國內應用情況

EBZ132CZ和EBZ160綜掘機及其他類型綜掘機在國內各煤礦已經廣泛應用，并取得很好效果和經濟效益。從各煤礦的應用情況可以看出，截割斷面在9.6m2時，平均掘進進尺在250m/月，最高可達290m/月。例如，新汶礦業集團翟鎮礦 10．4m2的斷面，掘進進尺為262m／月；重慶煤炭集團打通一礦 9.62m2的斷面，掘進進尺為290m／月；重慶煤炭集團南桐礦 9.6m2的斷面，掘進進尺為267m／月；山西武鄉陽迪礦 10.64m2的斷面，掘進進尺為267m／月。從上述各煤礦的綜掘掘進速度看，云南省興云煤礦處于中間狀態。

綜掘機技術參數如下：

3.1 EBZ132CZ綜掘機主要技術參數

外型尺寸：長 9530mm、寬 2600mm、高1550mm；

截割頭臥底量：275mm；

重量：40t；

截割部伸縮量：500mm；

截割硬度 ：f＜7 ；

行走速度：0—7m／min；

總功率：214．5kW；

裝運能力：3.2m3／min；

截割電機功率：132／75kW；

爬坡能力：±18。；

截割部轉速：47／23．5rpm；

供電電壓：1140V/660V；現供電電壓為1140V。

3.2 EBZ160綜掘機主要技術參數

外型尺寸：長10100mm、寬3000mm、高1810mm；

截割頭臥底量：300mm；

重量：48t；

截割部伸縮量：550mm；

截割硬度 ：f＜8 ；

行走速度：0—7m／min

總功率：246kW；

裝運能力 ：3.5 m3／ min ；

截割電機功率：160／100kW；

爬坡能力：±18。；

截割部轉速：46／23rpm；

供電電壓：1140V/660V，現供電電壓為1140V。

4 結語

通過近兩年對EBZ132CZ、 EBZ160綜掘機的探索應用和改進實踐證明，我礦的綜掘機使用是成功的，沒有出現大的故障，且綜掘機各系統工作狀況良好、可靠，除用于半煤巖巷道掘進外，還用于部份截割硬度f＞8的全巖巷道掘進，充分發揮了綜掘機的效能，提升了機械化裝備和單進水平，確保采掘接替正常和達到行業要求，實現安全生產。當然，我們在現場操作、日常維護、保養過程中仍存在不足，仍需繼續加以重視和改進。