半煤巷綜掘機截割工藝優化技術

摘要：隨著礦井機械化的發展，綜掘機掘進工藝開始廣泛應用。文章從項目背景、項目研究的主要內容、項目研究的技術路線、項目研究的主要技術難點、項目研究的創新點等方式闡述了綜掘機掘進工藝的前景，描述了綜掘面，講解了綜掘機使用的要求，以此來提高經濟效益。

關鍵詞：半煤巷；綜掘機；截割工藝；礦井機械化；煤礦開采 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD421 文章編號：1009-2374（2016）29-0135-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.29.062

1 概述

1.1 項目背景

隨著礦井機械化的發展，綜掘機掘進工藝的廣泛應用，為了提高掘進進度、工程質量，加強設備維護保養，減少設備損壞，延長設備使用壽命，減少維護投資，降低因設備故障而造成的生產影響，需要通過優化截割工藝來實現。

代池壩煤礦在3713、3916、3（13）43、5525、3961、3962半煤巷綜掘的施工過程中，實施全斷面綜掘截割，綜掘機消耗截齒量大，材料投入較多，綜掘機每掘進完1條巷道都要大修，維修費用高，并造成EBZ132綜掘機旋轉臺裂紋，先后更換2臺回轉臺、1臺伸縮部，經常停機檢修，影響掘進進度，最高月進尺才180余米，同時半煤巷綜掘掘進出的煤炭質量較差。針對這一情況，廣大工程技術人員多次深入現場收集相關數據，研究分析，經過大家的共同努力制定出了一套切實可行、安全有效的綜掘截割方法，煤巷綜掘施工過程中，實施全斷面綜掘截割，綜掘機消耗截齒量大，材料投入較多，綜掘機每掘進完1條巷道都要大修，維修費用高，并造成EBZ132綜掘機旋轉臺裂紋，先后更換2臺回轉臺、1臺伸縮部，經常停機檢修，影響掘進進度，最高月進尺才180余米，同時半煤巷綜掘掘進出的煤炭質量較差。針對這一情況廣大工程技術人員多次深入現場收集相關數據，研究分析，經過大家的共同努力制定出了一套切實可行、安全有效的綜掘截割方法，在3541、3544半煤巷試驗，取得了較好的效果，降低了綜掘機耗材，減少了影響，大幅度提高了煤質，提高了綜掘進度，并為后綜掘作業奠定了堅實的基礎。

1.2 項目研究的技術路線

通過研究代池壩煤礦5#煤層的頂底板及煤層的賦存情況，結合總結以往在13#、9#、7#煤層半煤巷綜掘的經驗，查閱大量相關綜掘技術資料，分析研究其礦壓規律、圍巖性質，為半煤巷綜掘機截割工藝的優化提供理論依據；針對其頂、底板及煤層賦存情況，圍巖性質，找出綜掘機截割煤層的合適速度，截割頭截齒角度與截齒合金頭的硬度系數，冷卻水噴霧量分析，底板巖層實施爆破，煤、矸分裝分運等，總結在綜掘中遇到的技術難題，并提出解決方法。

1.3 項目研究的創新點

1.3.1 煤層從下部以“Z”形向上部截割，充分利用煤層自重，在截割過程中煤層受震動，減小截割

阻力。

1.3.2 頂板巖層不截割，錨網支護，底板巖層實施爆破，避免綜掘機截割巖層磨損大，減少綜掘機震動，有利于煤炭和矸石分裝。

1.3.3 根據煤層軟硬的截割阻力大小、巷道坡度變化等及時調整截割快慢速度，避免截割電機過載、減少截齒損耗。

1.3.4 5#、13#煤層選擇菲利普斯90、凱藍莫特型90截齒合金頭，9#、7#煤層選擇必特克HMU135-25DN截齒合金頭。

1.3.5 煤、矸分裝分運提高煤炭質量，減少資源浪費，提高效益。

2 綜掘面概述

3544運輸巷對應地面為代池壩井田的鐵匠梁和亂石窖。為山坡林地，無民房等建筑物，掘進對地面無影響。地面標高為+700～+990m，巷道標高為

+329.93～331.87m。

3544運輸巷位于304采區+320m三石門以東5#煤層中。上部3542工作面正在回采，西部的3543工作面未布置，東部無5#煤層工作面。

3 綜掘機使用的要求

第一，實施掘進截割操作的過程中，需全面結合巷道具體情況開展此項作業，其中包括跟巷道相關的斷面形狀及大小、圍巖情況、大小等各方面內容。在日常實操時，需參考實情針對截割頭升降與左右擺動進行合理控制，旨在正確完成該項操作。

第二，通常而言，截割頭擺動截割作業開展所參照的程序為，若面對較破碎頂板，能夠基于超前支護或者是留頂煤等方式應用從上到下分段實施分割；若面對的是相對較為均勻且硬度中等的煤巖，則遵循從上到下分段擺動截割順序；若面對層節理發育軟煤，對應需遵守的截割順序是，在下部中心位置開鉆，隨后采取左右擺動及周邊刷幫措施。

第三，在實際截割進程當中，需盡可能規避讓截割頭在負荷狀態下實現啟動，堅決杜絕持續處于過負情況中完成運轉。若是截割頭位于最低位置進行工作的時候，不得做出抬起鏟板的操作，旨在有效規避鏟板跟割臂發生相撞，促發故障問題。

第四，相較掘進機自身所具備切割能力，若巖石硬度相對較大，則需及時停止掘進機的使用，同時運用放震動炮的相應手段展開掘進工作。

第五，全面結合煤層軟硬程度針對設備推進速度進行正確掌握，合理規避截電機過載等情況的不斷發生。

第六，若是由于存在有過大落煤量導致過載情況行為，要求司機必須將車實時停止，及時退出掘進機設備，并采取合理處理措施。

第七，唯有讓切割頭處于旋轉狀態下的時候，方能進行煤巖切換工作，不得讓切割頭在帶負荷狀態下實現啟動，實際的推進速度不能夠過快，堅決杜絕其在超負狀態下運行。

第八，要求司機注意不定期地實施清底與清理機體量兩側位置浮煤，在具體的掃地工作進行中，建議要一刀壓一刀，不得形成硬坎問題，目的在于預防在履帶前進的進程當中使之被墊得很高。

第九，對比機器龍門高度及寬度，若是煤巖已然超出，那么必須先行采取破碎措施之后方能進行裝運。

第十，若油缸處于終止位置的時候則需把手柄立刻放開，盡量規避溢流閥長期處于溢流狀態中，預防系統過熱問題出現。

第十一，在綜掘機向前實施掏槽行為的過程中，不能夠讓截割臂位于左右極限處。

第十二，堅決杜絕使轉載機以及裝載機、其他配套運輸設備在超負荷狀態下運行。

第十三，針對減速器以及電機等機械發生的壓力變化情況與所發出的聲響等實現重點關注，一旦壓力表指示存在問題則需及時采取有效的停機檢查措施。

第十四，當風量處于不足量狀態下，若未能配備齊全的除塵設施則不得實施作業任務。

第十五，在截割機完成持續作業之后，切忌將冷卻水即刻停掉，需冷卻一會電機之后再將水路關閉。

第十六，若是及時檢查發現了危險狀況，必須立即使用緊急停止開關將電源設施關閉，針對事故原因進行細化查明，采取針對性措施力求將故障排除，正常之后方可開機繼續運行。

第十七，嚴格要求綜掘司機必須落實執行完善的交接班制度，在此注意，交接班工作應在崗位上開展。針對電纜是否存在有擠壓以及撞擊、漏電以及水淋等情況實施詳細全面的檢查工作，此外還需查看操作把手使用是否可靠靈活，每個部位對應油位油溫能否滿足規定要求，供電以及噴霧、供水以及冷卻等裝置與截齒完好性是否甚佳，跟設備相關的零部件是否具備有效性。

第十八，要求綜掘機必須進行前照明燈以及尾燈的正確配備，且保證其均能夠實現正常照明行為，在兩側位置使用掘進機實施作業時，應進行防止人員進入的相關柵欄設施的合理設置，同時使得柵欄門相距巷道幫間隙不能夠超過300mm。

第十九，于綜掘機處安裝設置跟緊停按鈕相閉鎖的柵欄設施，同時需確保其能夠充分實現靈活操作，保障設備擁有良好安全可靠性。在綜掘機的日常運行中，其工作時應關閉柵欄門同時進行有效固定，不得讓人員進入到其中，若其工作停止，則可敞開柵欄門，并把閉鎖按鈕頂緊。

第二十，若綜掘機實施前進或者是后退操作的時候，必須要將警報提前發出，唯有保障截割臂周邊以及鏟板前方、橋式皮帶機尾部前后5m范圍之內沒有人的時候，才能夠將綜掘機開動，再讓其工作運行。

第二十一，開展綜掘機作業的過程中，需基于內外噴霧措施應用滿足降塵目標，在此應注意的是，外噴霧水壓需控制在≥1.5MPa范圍內，內噴霧水壓需控制在≥3MPa范圍內。

第二十二，在綜掘機司機已經開機之后，不得讓其脫離崗位，同時需配備專員進行監護，旨在保障機器安全運行。在實際的操作過程中，要求司機必須將精力集中在一起，精心實施操作，并就位于開機地附近的巷道圍巖支護以及綜掘機、迎頭頂/幫等實際運行狀況隨時展開觀察，一旦找出不安全因素需及時采取停電及停機措施進行處理，保障一切安全之后才能開始工作。

第二十三，綜掘機開展截割工作的時候，要求人員不得出現在截割臂以及產板前方等位置處。在實現停機以后，一定要讓扒裝系統與截割滾筒運行停止，且滾筒向一邊擺放并下落至底板時，將保護罩覆于滾筒蓋上，而后方可允許人員進入實施作業。

第二十四，在綜掘機完成一個循環截割操作之后，必須讓機器退出磧頭3m，待炮頭落地之后，才能夠讓人員進入實施支護作業。

第二十五，若綜掘機工作停止或者是處于檢修狀態、進行截齒更換、實現交接班等時，必須要將綜掘機上全部隔離開關及時斷開，與此同時，要將綜掘機供電電源實時切斷。

第二十六，一旦綜掘機工作停止，要求截割頭必須要實現落地；針對耙爪和鏟煤板等各個部位進行檢修并需要把截割頭升起的時候，需使之升至適合高度之后，運用不低于6cm的繩套吊起截割頭，并在頂板錨索位置進行繩套連接，其下方對應位置堅決不得站人，綜掘機停電以及停機、閉鎖，均需全面保障安全檢修工作可靠實施。

第二十七，維修綜掘機的時候，進行易損件更換的時候應首先使用洗油進行清洗，而后基于壓風使之被吹干再完成裝入，需確保均勻緊固，預防因為不均勻緊固導致偏斜行為的出現。除此之外，維修過程中應保障工具、備件以及備品、相關圖紙及資料等完整齊全。

4 結語

第一，采用“半煤巷綜掘機截割工藝的優化”方法前，綜掘機截割巖層，雖綜掘機的內、外噴霧都投入使用，但仍有截割火星出現，粉塵較大。采用“半煤巷綜掘機截割工藝的優化”方法后，根據煤層硬度調整截割速度，實施巖層爆破，消除了火星，降低了粉塵，有利于瓦斯管理和工人健康。

第二，半煤巷綜掘機截割工藝優化后降低設備部件故障率和損壞，減少材料消耗，每掘600m巷道可節資約10萬元。

第三，提高了煤質，每掘600m巷道可增資約15萬元。

第四，減少了更換截齒和設備故障的檢修時間，提高了工效，加快了綜掘進度。

作者簡介：杜洪斌（1968-），四川鹽亭人，四川省廣旺能源發展（集團）有限責任公司代池壩煤礦機電副總工程師，機電工程師，研究方向：煤礦機電技術管理。

（責任編輯：秦遜玉）