礦用掘錨一體機(jī)的應(yīng)用

□ 許赟莉

山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽(yáng)泉有限公司 山西陽(yáng)泉 045099

1 礦用掘錨一體機(jī)簡(jiǎn)介

礦用掘錨一體機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)煤礦掘、錨、護(hù)機(jī)械一體化的設(shè)備,具有如下特點(diǎn):① 全機(jī)械化作業(yè),有效減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,提升作業(yè)效率;② 無(wú)線遙控,操作人員可選擇安全的位置進(jìn)行作業(yè),降低工人操作安全風(fēng)險(xiǎn);③ 適應(yīng)能力強(qiáng),適用于各種形式的巷道錨護(hù)[1-4]。

礦用掘錨一體機(jī)是目前國(guó)內(nèi)巖巷掘進(jìn)中一種快速、高效、安全的裝備,已在全國(guó)各大煤礦廣泛使用。筆者公司各煤礦正在通過(guò)整機(jī)采購(gòu)和改裝兩種方式大力推廣應(yīng)用礦用掘錨一體機(jī)。

2 掘進(jìn)方式

隨著我國(guó)煤礦機(jī)械化程度的不斷提高,巷道掘進(jìn)方式也在更新?lián)Q代。目前,煤礦采用的快速掘進(jìn)方式主要有懸臂式掘進(jìn)機(jī)與錨桿鉆機(jī)配套作業(yè)、連續(xù)采煤機(jī)與錨桿鉆車配套作業(yè)、掘錨一體機(jī)掘進(jìn)三種[5-8]。

由于我國(guó)煤礦地質(zhì)條件普遍較差,頂板破碎,空頂距小,因此必須實(shí)行掘錨交替作業(yè)。掘進(jìn)作業(yè)中錨桿支護(hù)速度慢于掘進(jìn)機(jī)截割速度,嚴(yán)重制約掘進(jìn)效率。為了有效解決掘進(jìn)效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、機(jī)械化程度低等問(wèn)題,使用礦用掘錨一體機(jī),實(shí)現(xiàn)巷道的快速掘進(jìn)。礦用掘錨一體機(jī)實(shí)物如圖1所示。

▲圖1 礦用掘錨一體機(jī)實(shí)物

3 礦用掘錨一體機(jī)結(jié)構(gòu)

礦用掘錨一體機(jī)主要由掘進(jìn)機(jī)、錨桿鉆機(jī)、臨時(shí)支護(hù)機(jī)三部分組成,將掘進(jìn)機(jī)的掘裝功能與錨桿鉆機(jī)的鉆錨支護(hù)功能結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)截割、裝運(yùn)、行走、錨桿支護(hù),達(dá)到掘支平行或交叉作業(yè),可以快速掘進(jìn)。

礦用掘錨一體機(jī)掘錨部分解結(jié)構(gòu)如圖2所示。

▲圖2 礦用掘錨一體機(jī)掘錨部分解結(jié)構(gòu)

4 礦用掘錨一體機(jī)特點(diǎn)

(1) 安全。臨時(shí)支護(hù)機(jī)配置在掘進(jìn)機(jī)截割部,有效避免巷道發(fā)生冒頂、片幫等事故對(duì)人員的傷害。機(jī)身布有除塵風(fēng)筒,吸風(fēng)口置于前部,增強(qiáng)了除塵效果,有效避免職業(yè)病。零空頂距及時(shí)護(hù)頂和機(jī)械錨裝,替代原有前探梁臨時(shí)支護(hù)方式,錨桿鉆機(jī)操作閥在機(jī)身后部,為操作人員提供了安全防護(hù)[9-11]。

(2) 高效。錨護(hù)作業(yè)與截割作業(yè)實(shí)現(xiàn)完全閉鎖,且互不干擾。截割、支護(hù)、錨裝連續(xù)一體化作業(yè),極大提高了掘進(jìn)效率。行走部采用進(jìn)口電機(jī)和減速機(jī)一體化總成結(jié)構(gòu),平均無(wú)故障工作時(shí)間是國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的兩倍以上。截割頭具有伸縮功能,單刀力大,截齒布置合理,破巖過(guò)斷層能力強(qiáng)。

(3) 減員。錨桿鉆機(jī)固定在掘進(jìn)機(jī)上,不需要人工扶持,鉆錨施工的人員有六七人即可,大幅減少了掘進(jìn)操作人員數(shù)量。傳統(tǒng)掘進(jìn)與應(yīng)用礦用掘錨一體機(jī)掘進(jìn)工作人數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 傳統(tǒng)掘進(jìn)與應(yīng)用礦用掘錨一體機(jī)掘進(jìn)工作人數(shù)對(duì)比

錨桿鉆機(jī)和臨時(shí)支護(hù)為機(jī)載形式,減輕操作人員搬運(yùn)錨桿鉆機(jī)、操作前探梁、托網(wǎng)的勞動(dòng)強(qiáng)度,有效提高了掘進(jìn)效率,同時(shí)也減少了井下操作人員數(shù)量,實(shí)現(xiàn)井下快速掘進(jìn)。

(4) 便捷。整機(jī)和左右兩側(cè)錨桿鉆機(jī)均可加裝遙控裝置,使操作更加便捷。

(5) 提高錨固質(zhì)量。錨桿鉆機(jī)采用負(fù)載敏感比例控制,操控性佳,定位精度高?？v移機(jī)構(gòu)采用滑軌滑座結(jié)構(gòu),剛性高,行程大。升降機(jī)構(gòu)采用倍增結(jié)構(gòu),有效擴(kuò)大錨桿鉆機(jī)工作范圍。鉆桿前部有頂緊機(jī)構(gòu)和夾釬機(jī)構(gòu),符合錨桿鉆機(jī)的施工要求。以上結(jié)構(gòu)提高了錨固質(zhì)量,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,并提高了操作人員安全性。

(6) 降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。鉆錨過(guò)程全部機(jī)械化作業(yè),避免人工搬運(yùn)、鉆孔、人力預(yù)緊等操作,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了工作效率。

5 礦用掘錨一體機(jī)的應(yīng)用

根據(jù)煤礦現(xiàn)有掘進(jìn)設(shè)備的使用情況,目前礦用掘錨一體機(jī)的應(yīng)用有整機(jī)采購(gòu)和改裝兩種方式。

燕煤公司程莊煤礦現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)無(wú)超前支護(hù)和機(jī)載鉆機(jī),在掘進(jìn)過(guò)程中易出現(xiàn)支護(hù)滯后和空頂作業(yè)等安全隱患,工作面銜接緊張的局面一直得不到有效解決。2020年,程莊煤礦計(jì)劃采購(gòu)兩臺(tái)礦用掘錨一體機(jī),用于15307工作面巷道掘進(jìn),以徹底解決安全隱患,緩解工作面銜接緊張的局面。

對(duì)原有掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行改裝,使其具備礦用掘錨一體機(jī)功能,既可節(jié)約資金,又能提高掘進(jìn)效率,解決掘進(jìn)中的諸多難題和隱患。目前,筆者公司上社、二景、保安、和諧、皇后等礦井普遍采用這一方式。由于各礦設(shè)備和工作面現(xiàn)場(chǎng)條件不同,改造細(xì)節(jié)略有不同,以二景煤礦為例介紹改裝情況。

二景煤礦對(duì)用于矩形巷道的135型掘進(jìn)機(jī)采用加裝龍門式錨護(hù)裝置的方式進(jìn)行升級(jí)改造。龍門式錨護(hù)裝置在掘進(jìn)機(jī)截割時(shí)縮回至回轉(zhuǎn)臺(tái)上方,對(duì)掘進(jìn)機(jī)的截割工作無(wú)任何影響。截割完成后,掘進(jìn)機(jī)停放在巷道中央位置,龍門式錨護(hù)裝置推移至截割頭前方,開(kāi)始臨時(shí)支護(hù)和打孔錨護(hù)工作,可實(shí)現(xiàn)一次支護(hù)打兩排孔,排距為0～1.2 m,完成頂部錨索和兩幫錨桿安裝。臨時(shí)支護(hù)可以實(shí)現(xiàn)前后左右各10°的調(diào)整,以適應(yīng)傾斜頂板。改裝后礦用掘錨一體機(jī)完成錨桿和錨索孔如圖3所示。

▲圖3 改裝后礦用掘錨一體機(jī)完成錨桿和錨索孔

6 需加強(qiáng)的工作

礦用掘錨一體機(jī)在礦井下使用,可以縮短煤礦工作面的工作周期,顯著提高掘進(jìn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。作為一種新型設(shè)備,礦用掘錨一體機(jī)在使用過(guò)程中還需加強(qiáng)幾方面工作。

(1) 加強(qiáng)人員培訓(xùn),提高操作人員技術(shù)水平。通過(guò)舉辦各種培訓(xùn)班,使操作人員對(duì)礦用掘錨一體機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理充分了解,在操作過(guò)程中更加得心應(yīng)手,改變操作人員的不良工作習(xí)慣,促進(jìn)專業(yè)達(dá)標(biāo)。

(2) 嚴(yán)格實(shí)行獎(jiǎng)懲制度,進(jìn)一步提高操作人員的工作積極性。采取小班獎(jiǎng)懲制度,正常作業(yè)環(huán)境下,對(duì)于超過(guò)進(jìn)尺計(jì)劃的,當(dāng)班予以獎(jiǎng)勵(lì);不達(dá)進(jìn)尺計(jì)劃的,則予以處罰。

(3) 強(qiáng)化頂板管理,在巷道快速掘進(jìn)施工中必須提高支護(hù)質(zhì)量,從嚴(yán)控制空頂面積。

(4) 強(qiáng)化工作面文明生產(chǎn),為操作人員創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境。

7 結(jié)束語(yǔ)

目前,礦用掘錨一體機(jī)已在山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)各礦井陸續(xù)應(yīng)用,因安全性能好、掘進(jìn)效率快等優(yōu)點(diǎn)深受掘進(jìn)隊(duì)組的好評(píng)。下一步將繼續(xù)推廣礦用掘錨一體機(jī)的應(yīng)用,徹底解決掘進(jìn)工作面掘進(jìn)效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題,緩解工作面銜接進(jìn)展慢的局面。