EBZ-260掘進機及其配套設備在煤礦中的應用

劉海云

（汾西礦業水峪煤業， 山西 孝義 032300）

1 工作面概況

需要開采的煤巷，北面為5201已采工作面，南邊為李家村大斷層，西側為采區南軌道大巷，東側靠近下山膠帶大巷及軌道巷。采區開掘的為沁水盆地9號煤層，該煤層位于二疊系山西組巖層中，沉積類型為陸相湖泊型。煤層厚度在7m左右，且煤厚分布均勻，整個煤層含有矸石層4層。在巷道掘進的初期，采用的掘進機類別為EBZ150型掘進機，同時掘進過程中配套使用氣動鉆機進行錨桿的支護工作。但當煤巖巷道掘進至1 150m位置時，巷道掘進工作進入巖巷掘進階段，巖巷長度約為350m。煤巷的掘進過程中兩個斷層逐漸顯露，且巷道南側平行存在大斷層，斷層高度差約為50m，與已采巷道之間形成約為75°的夾角。此外，通過GPS技術發現巷道邊緣仍然存在正斷層，且斷層高度差約為5m，與巷道之間的夾角約為70°。由此可知，巷道的掘進工作由煤巷掘進轉至半煤巖巷掘進，根據地質勘探結果，巷道圍巖的主要類型為堅硬的砂質泥巖，硬度系數在5～7之間，對于掘進機及配套錨桿的要求較高。

2 掘進機及其配套設備

2.1 EBZ260型掘進機

EBZ260型掘進機主要包含液壓系統、潤滑系統、電氣系統、水系統、本體部、截割部、行走部、鏟板部、后支撐部。

2.1.1 適用范圍

此掘進機主要適用于節理發育的煤巷、巖巷的掘進及主煤巖節理不發育的煤巖巷道類型[2]。掘進機通過第二運輸機與膠帶運輸機、梭車及自卸車實現配套合作，共同完成巷道的掘進及運輸工作。EBZ260型掘進機最大截割深度可達5m，可以截割巖石強度在85MPa以下的巖層，適合在坡度小于18°的情況下開展相關工作。

2.1.2 主要特性

EBZ260型掘進機的截割頭類型D100型高強度截割頭，截割能力強，截割效果好。同時，此掘進機的全部操作程序都集中于操作臺，配套設置了工作臺。操作臺內包含液壓及機械控制儀表，并且都分布在司機能夠獨立操作的空間范圍內。操作空間內工人的視野比較開闊，各項操作較為簡單，安全系數高，能夠有效實現精準高效作業。

2.2 CMM2型液壓鉆桿車

CMM2型液壓鉆桿車主要包括液壓系、操作系統、前部支撐、鉆臂、機體部、前鏟板部及前后推進器等。

2.2.1 適用范圍

CMM2型液壓錨桿鉆車能夠在實現頂幫支護、打炮眼及探測孔的同時實現巷道掘進工作面的支護。它適用于巷道高度在2.5～4.1m情況下的巷道支護，支護寬度在4.5～5.3m之間，適合在坡度小于15°的情況下開展相關工作。

2.2.2 主要特性

CMM2型液壓錨桿鉆車具有結構強度高、安排合理及緊湊、剛性好等特點；整個系統采用液壓進行控制，方便工人操作；設備行走部驅動方式為馬達驅動；多臺錨桿鉆機之間是獨立的關系，工作期間互不影響，同時工作效率較高；整個系統占地空間小，運輸方便；在設備上包含前部支撐結構，能夠有效保證作業人員的安全；設備工作效率高，運行安全，易于維護。

2.3 濕式風幕除塵系統

此風幕除塵系統主要包含抽出式對流風機、風機輪小車、除塵器小車及除塵器、連接部五部分，其結構組成如下頁圖1所示。

2.3.1 工作原理

此除塵系統主要是將粉塵由一種氣流轉移至另一種氣流中，利用水及粉塵之間的相互作用，經過濕式風幕將粉塵及氣流進行分離，最終實現降塵的目的。

圖1 風幕除塵系統組成

2.3.2 適用范圍

此裝置適用于礦井粉塵較為集中的作業區域，可以將粉塵含量較高空氣及時凈化，同時消除混合氣體中的有毒有害成分，符合現階段煤礦的生產需求，在保證掘進自動化操作的同時滿足監控可見度的要求。具有除塵率高、噪音小、風量大等特點。

3 巷道掘進施工工藝

3.1 掘進機工藝順序

破碎巖石—掘進機回撤—敲幫問頂—錨桿鉆車進入工作面—進行巷道的支護工作（臨時支護、鋪網、打錨桿）—液壓鉆車退出工作面—掘進工作驗收—下一次循環作業。巷道掘進完畢后，將整個機組退出，進行后續的掘進機回采工作。

3.2 掘進機改進

EBZ260型掘進機可以智能地遙控截割頭及整個截割部的作業程序。通過對截齒的排列進行優化后，設備的單軸抗壓能力增強，破巖能力增強。對于裝巖及破巖操作實現自動化流程，有效減少工人作業強度，優化了作業環境條件。

3.3 掘進后支護工藝

巷道開始掘進后，首先應當對巷道進行臨時支護，主要支護方法為利用錨桿鉆車前端的支護裝置及時支護頂板，在臨時支護的前提下進行鋪頂網、打錨桿等永久支護操作。

3.3.1 頂錨桿安裝順序

兩臺鉆車同時安裝頂錨桿，其中，左側鉆車的前鉆負責打設位于鉆車左側的四根錨桿，右側鉆車的前鉆負責打設位于鉆車右側的三根錨桿。同時，左側和右側鉆車前鉆分別先打左邊和右邊的第二根錨桿，其次右側鉆車打右邊頂角錨桿，左側鉆車打左邊第四根，右側鉆車打右邊第三根，左側鉆車打設左邊的頂角錨桿，最后由左側鉆車完成左邊第三根錨桿打設。重復以上操作，直至完成全部錨桿安裝。

3.3.2 幫錨桿安裝順序

左側鉆車及右側鉆車的后鉆分別打設位于左側幫和右側幫的錨桿。左右兩臺鉆車在同時進行幫錨桿的打設工作時，分別按照自上而下的順序進行打設。由于幫錨桿是通過后鉆完成相關工作的，因此，在巷道兩幫層理發育不明顯及兩幫無片幫、節理發育不明顯時，幫錨桿的最大控制距離為5.6m，最小控制距離為4.2m。當兩幫存在嚴重片幫及節理層理發育較嚴重時，可以采用氣腿式的方法打設幫錨桿，同時，在退出打鉆時，需要用該方法及時完成鉆孔的相關打設工作。

4 結論

1）EBZ260型掘進機用于開掘350m的巖石巷道取得了較好的工程效果，證明了EBZ260型掘進機采掘具有安全系數高、掘進效率高、操作程序簡單等特點。

2）CMM2型液壓錨桿鉆車有效提高了錨桿的鉆打效率，改進之后的平均進尺量可達12m/d，有效提高了鉆采效率。