煤礦巖巷機械化作業線在新安煤礦的推廣與應用

陳玉標　郭俊才　劉超　王崇欣　李強煩

【摘 要】本文分析和論述了新安煤礦以履帶式雙臂鑿巖臺車和煤礦用挖掘式裝載機及梭式礦車為主要設備的巖巷機械化作業線，詳細介紹了各種設備的特點、技術參數及工作原理，并總結了在改善作業環境、減輕勞動強度、提高巖巷單進、保障安全生產等方面的積極作用，提出了巖巷機械化作業線需要解決的一些問題及建議，為巖巷機械化作業線的設備優化改進與現場管理提供一定的依據和借鑒經驗。

【關鍵詞】鑿巖臺車；挖裝式裝載機；技術參數；問題及建議

0 引言

新安煤礦是河南大有能源股份有限公司主力生產礦井之一，生產能力180萬噸。隨著礦井產量的提高、范圍的擴大、采深的加大，礦井的開拓任務銜接異常緊張。為了確保礦井穩產高產，加快開掘速度、確保礦井銜接，新安煤礦在經過多方考察和充分調研的基礎上，2015年7月份和10月份引進了兩套以履帶式雙臂鑿巖臺車打眼、煤礦用挖掘式裝載機、轉載膠帶機、DSJ800型膠帶輸送機、梭式礦車為主要設備連續出矸石的巖巷機械化作業線，經過近一年的摸索，新安煤礦利用所掌握的巖巷機械化作業線施工技術，形成了適合新安煤礦地質條件的大斷面巖巷快速、高效機械化掘進綜合配套技術。通過科學安排勞動組織和優化作業工序，從而實現降低工人的勞動強度、減少用工和提高巖巷單進的目的，解決了巖巷掘進速度慢、勞動強度大、效率低等制約礦井接替的關鍵問題。

1 工程地質概況

1.1 工程概況

巖巷機械化作業線在15區軌道下山和15區專回下山進行施工，設計長度均為895m，直墻半圓拱斷面，巷寬（凈）4.6m，巷高（凈）4.1m，錨。

巖巷支護：采用錨網噴支護，Φ20×2500mm鋼筋樹脂錨桿，間排距700×700mm，每根錨桿配2根樹脂藥卷，Φ6mm鋼筋網背設，噴砼厚度50mm。

1.2 地質概況

15區軌道下山和15區專回下山巷道位于山西21煤層底板下12m和10m左右，巷道以全斷面鐵里石為主，偶見砂質泥巖。

2 設備綜合配套分析

2.1 設備綜合配套

經過綜合配套分析研究，形成了斷面18m2，大斷面巖巷快速高效機械化開拓掘進綜合配套作業線方案，設備名稱及型號如下：

2.2 主要設備配套分析

2.2.1 CMJ2-18履帶式雙臂鑿巖臺車

2.2.2 ZWY-120/55L煤礦用挖掘式裝載機

ZWY-120/55L煤礦用挖掘式裝載機主要技術特征如下：

2.2.3 梭式礦車

3 巖巷作業線的優點

3.1 CMJ2-18履帶式雙臂鑿巖臺車有如下優點

3.1.1 降低消耗節能

電動液壓系統所需功率，只有氣動鉆進功率損耗的1/3，功率損失小，故可節約能源。

3.1.2 鑿巖效率高，速度快

經過實踐對比，在同等條件和要求下，鑿深孔用液壓鑿巖機比氣動鑿巖機的鑿巖速度提高2倍以上。

3.1.3 節約生產成本

由于液壓鑿巖參數可調整，因此能在不同的巖石條件下選擇最優鑿巖參數；又由于液壓鑿巖沖擊應力波平緩，傳遞效率高，因此鉆具和釬桿一般可節約15%-20%；由于液壓壓力高，因此在同樣沖擊速度時液壓鑿巖機活塞受力面積小，沖擊活塞面積接近釬尾面積，應力傳遞損失小；受力均勻、壽命高、故障少，故可降低成本。

3.1.4 改善工作環境，降低噪音

由于液壓鑿巖不必排除廢氣，因而也沒有廢氣所夾雜的油污造成對環境的污染，提高了工作面的能見度，改善了操作環境；液壓鑿巖除金屬撞擊聲外，無廢氣排放聲音，故比氣動鑿巖噪音可降低5—10dB。

3.1.5 提高工程質量

該鉆車能保證鉆孔深度和間距的精度，液壓鑿巖爆破后巷道尺寸和表面規整，故可提高工程的施工質量。

3.1.6 提高了安全系數

由于司機操作位置遠離工作面，處于支護體下工作，防止了空頂作業，有利于安全生產。

3.1.7 降低勞動強度和職業危害

大部分的任務都由機械設備完成，人員只需操作控制按鈕便可，大大降低了工人勞動強度；施工中伴隨著的震動、噪音、粉塵都比以前小，改善了職工工作環境，從而減少了職業病的發生。

3.2 ZWY-120/55L煤礦用挖掘式裝載機配合膠帶輸送機及梭車礦車有如下優點

3.2.1 效率高：挖掘裝載機機械化程度高，裝巖速度快，大大的提高了生產效率.

3.2.2 裝巖凈：挖掘裝載機采用電動全液壓傳動，結構緊湊，推進力大，扒取范圍廣，可以全斷面裝巖，不留死角，不需人工輔助清理工作面。

3.2.3 受限小：采用帶式輸送機配合梭式礦車運送矸石，實現了連續運輸，受礦車影響小，其運輸能力大目速度快。

3.2.4 臨時儲矸：SD-25/6B梭式礦車容積達到25mm3，可以起到臨時矸石倉的作用，緩沖矸石運輸的周轉時間。

4 存在的問題、改進方法及建議

4.1 空氣壓縮機

鑿巖機工作時，需要持續穩定的壓力油霧為其潤滑防塵。故一般臺車都選裝小氣泵作為氣源，建議不用氣泵，改用井下氣源。

4.2 調壓水泵

水系統主要作用是為鑿巖鉆孔排屑提供沖洗水，每個型號的鑿巖機對沖洗水都有不同的壓力要求（多為0.75～2.5MPa），不用裝調壓水泵，改用礦井供水。

4.3 電纜卷筒

沒有電纜卷筒的話，鉆車長距離往返調動時.幾個工人拖曳電纜將是件很麻煩的事，可加裝液控驅動電纜卷筒。

4.4 遙控器

選用了遙控裝置.操作手可在任意位置更直觀地操作，雙臂鉆車使用2個遙控器的話還可以同時打眼（控制臺只能由一人操作）。梭式礦車使用遙控裝置，可隨時控制梭車的開停。

4.5 打錨桿孔功能

鉆車加裝打錨桿孔功能（大斷面巷道內），這為礦井的建設帶來很多便利。

4.6 “可伸縮”鉆臂

在鑿巖臺車上搭載“可伸縮”鉆臂，不僅擴大了鉆車的打孔范圍，還使得鉆車在打多排錨桿孔時不必再 “反復調車”。

4.7 鉆錨裝一體機

將液壓鑿巖臺車和挖掘式裝載機兩種設備的功能，通過一體化智能控制技術集成，實現巖巷掘進鑿巖、支護、排險、挖溝、破碎、裝碴、轉載運輸各種工序機械自動化連續作業；采用“變幅機構”，“挖掘臂”與“鉆臂”各自工作是始終互不干擾；實現自動換釬桿功能和打錨桿孔功能；提供頂部支護平臺和中層作業平臺；加裝“機械手”，實現靈活抓取與快速脫鉤二運轉載皮帶，有效避免爆破時飛巖砸壞設備。

5 應用效果

5.1 減低了人工成本：采用傳統工藝施工工藝是，一個圓班出勤需50人，采用巖巷機械化作業線施工時，一個圓班出勤需36人，每個圓班用人量可就減少14人。

5.2 提高單進水平：采用傳統施工工藝時，一月單頭掘進進尺只能達到40m，采用巖巷機械化作業線施工時，一月單頭掘進進尺能達到80m，單月進尺是以前的兩倍多。

5.3 緩解接替緊張：采用巖巷機械化作業線月單頭掘進進尺與使用傳統工藝相比單進大幅度提高，有效地緩解礦井采掘接替緊張局面。

5.4 采用巖巷機械化作業線極大地提高了生產效率，有效的降低了工人的勞動強度，改善了職工的工作環境，節約了生產成本。

5.5 原來巖巷掘進打眼為了節約時間迎頭一般布置4臺氣動風錘同時作業，最少需要8個人在迎頭作業，一是人多擁擠難免互相之間磕碰不安全，二是作業時離巖幫較近，震動及壓力引起的片幫、掉渣容易使人員受到傷害，而采用液壓鉆車打眼，司機和指揮人員離巖壁較遠，人員較 一人指揮，兩名司機操作），避免了上述事故的發生。使用膠帶輸送機運送矸石，運輸能力大，同時避免了絞車提升運輸等事故的發生，使迎頭作業人員更加安全。

6 結束語

經過近一年的實踐應用，證明巖巷作業線為巖巷快速掘進、減員提效、減低生產成本、安全科學生產積累了豐富的經驗，具有極大的推廣應用價值。煤礦要發展，經濟效益要提高，科學生產是關鍵。巖巷機械化作業線極大地提高了單進水平，實現了安全快速掘進，提高了生產效率，同時極大地減低了工人的勞動強度，改善了作業環境，提高工程質量，特別是降低了生產成本和提高安全系數方面具有深遠的意義，取得了明顯的經濟和社會效益，將為礦山的發展插上科技的翅膀。

[責任編輯：王偉平]