EBH-315型綜掘機(jī)在煤礦快速掘進(jìn)中的應(yīng)用

王力中，劉青松

(神東煤炭集團(tuán)開拓準(zhǔn)備中心，陜西 神木 719315)

0 引言

現(xiàn)階段我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)的主要方式有3種，第1種是引進(jìn)的山特維克生產(chǎn)的掘錨機(jī)，該機(jī)型能同時(shí)進(jìn)行掘進(jìn)、支護(hù)作業(yè)，在神東煤礦應(yīng)用廣泛；第2種是連續(xù)采煤機(jī)和四臂錨桿機(jī)配套作業(yè)，在巷道頂幫條件好的情況下能進(jìn)行雙巷掘進(jìn)，這種掘進(jìn)方式在神東礦區(qū)及其他主要大型煤礦企業(yè)應(yīng)用也較廣泛；第3種是懸臂式掘進(jìn)機(jī)與(雙臂)錨桿機(jī)配套作業(yè)，這種掘進(jìn)方式主要應(yīng)用在巖巷掘進(jìn)、拉底、擴(kuò)幫等量少的工程。

1 綜掘機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)及優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 EBH-315綜掘機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

該機(jī)型整機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)合理，截割部采用可伸縮橫軸式截割機(jī)構(gòu)，裝載部采用改向鏈輪前置的新型機(jī)構(gòu)，首創(chuàng)雙齒條回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，剛性好、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)；機(jī)架設(shè)計(jì)為前后分體式，利于進(jìn)行運(yùn)輸，機(jī)尾加裝有后穩(wěn)定及微調(diào)機(jī)構(gòu)，提高了整機(jī)的截割穩(wěn)定性；行走部采用馬達(dá)行星減速器一體機(jī)，整機(jī)裝有集中自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)具有故障診斷、電流檢測(cè)等功能，智能化程度高。

1.2 綜掘機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：①該機(jī)具有配置高、技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、截割能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；②綜掘機(jī)可經(jīng)濟(jì)切割單向抗壓強(qiáng)度≤100 MPa(局部≤120 MPa)的煤巖，可掘巷道最大寬度(定位時(shí))7.01/6.57 m，最大高度5.825/5.459 m；③可根據(jù)要求將巷道割成矩形、頂部拱形等形狀。

缺點(diǎn)：①與掘錨機(jī)和連采機(jī)相比，不能一次成巷，不能邊掘進(jìn)邊支護(hù)；②存在頻繁退機(jī)的情況，對(duì)底板破壞嚴(yán)重；③自身較重，搬家倒面較困難；④ 配件更換困難；⑤聯(lián)巷開口需預(yù)留的跨度較長(zhǎng)，不易轉(zhuǎn)向。

2 施工方法及施工工藝

由于該機(jī)型主要針對(duì)巖巷設(shè)計(jì)，故自重130 t，在巖巷掘進(jìn)中穩(wěn)定性強(qiáng)。掘進(jìn)時(shí)煤機(jī)司機(jī)坐在駕駛室操作截割系統(tǒng)的升降及左右擺動(dòng)，同時(shí)還能完成整機(jī)的前進(jìn)和后退，該機(jī)型后可根據(jù)實(shí)際需求安裝橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮式帶式輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸；也可以在短距離巷道掘進(jìn)時(shí)，采用防爆工程車進(jìn)行出渣。支護(hù)時(shí)由后配套的雙臂錨桿機(jī)進(jìn)行支護(hù)。

2.1 綜掘機(jī)截割方式

EBH-315綜掘機(jī)根據(jù)巷道條件及《作業(yè)規(guī)程》要求，確定循環(huán)進(jìn)尺，掘進(jìn)時(shí)嚴(yán)格按照地測(cè)人員所給數(shù)據(jù)掘進(jìn)。

綜掘機(jī)作業(yè)前必須接好冷卻水，掘進(jìn)過程中，必須在激光指示儀的引導(dǎo)下作業(yè)，以防止巷道割偏，按巷道巖石硬度確定進(jìn)刀量，并時(shí)刻關(guān)注機(jī)身顯示屏的檢測(cè)數(shù)據(jù)、掘進(jìn)完畢后支護(hù)，等待支護(hù)完畢后在進(jìn)行掘進(jìn)，如此循環(huán)。

切割作業(yè)需視巷道圍巖硬度的變化、煤巖分布情況及其破碎難易程度而定，若煤巖堅(jiān)硬、致密難以破碎，應(yīng)從斷面底部開始掘進(jìn)；若煤巖較為松軟容易破碎，應(yīng)從斷面頂部開始掘進(jìn)；若斷面為半煤巖，應(yīng)從煤巖結(jié)合處的煤層一側(cè)開始掘進(jìn)。總之，應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤巖的構(gòu)成特點(diǎn)選擇最合適的切割方法。

2.2 截割工藝

掏窩槽：切割頭首次橫向切割之前，必須先在斷面內(nèi)挖掘一個(gè)窩槽。對(duì)中等或中等以上硬度的巖石，先在斷面的中心底部開槽。在窩槽的開掘過程中，轉(zhuǎn)動(dòng)著的切割頭，依靠掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)向前推進(jìn)，同時(shí)左右擺動(dòng)，逐步完成掏槽工作。

橫向切割：窩槽開掘完成后，讓裝載部與中部輸送機(jī)工作，運(yùn)走切割下的物料。然后將鏟板和后支撐靴穩(wěn)定裝置下落緊貼底板，將掘進(jìn)機(jī)略抬起，使機(jī)器在切割作業(yè)時(shí)有較好的穩(wěn)定性。水平擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)著的切割頭沿巷道斷面的寬度方向水平切割，開掘橫槽。切割頭移動(dòng)到位后，使其升高一個(gè)距離(該距離稱為跨距)，跨距需小于300 mm，接著往回?cái)[動(dòng)切割頭繼續(xù)進(jìn)行水平切割。多次重復(fù)以上動(dòng)作，直至完成整個(gè)切割工作面，如圖1所示。

圖1 進(jìn)刀方式示意Fig.1 Schematic diagram of feed mode

工作面循環(huán)進(jìn)度確定：為了充分發(fā)揮設(shè)備效率，提高單進(jìn)水平，根據(jù)工作面地質(zhì)特征、頂板巖性，礦壓觀測(cè)資料確定循環(huán)進(jìn)度。當(dāng)裂隙不發(fā)育，圍巖完整時(shí)，循環(huán)進(jìn)度確定為4 m；當(dāng)頂板遇地質(zhì)構(gòu)造，裂隙發(fā)育、頂板破碎，發(fā)生離層、掉渣，淋水加大，局部冒頂，幫部破碎不穩(wěn)定、片幫等現(xiàn)象時(shí)，必須短掘短支，循環(huán)進(jìn)度確定為1 m。

2.3 裝載及運(yùn)輸

綜掘機(jī)采用自動(dòng)裝煤(巖)方式。綜掘機(jī)裝有收集頭機(jī)構(gòu)和中部輸送機(jī)；綜掘機(jī)截割時(shí)，煤(巖)落入收集頭機(jī)構(gòu)，耙爪連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，中部輸送機(jī)將割落的煤(巖)轉(zhuǎn)運(yùn)到防爆車。對(duì)于巷道中的大塊及較多的浮渣由裝載機(jī)清理，剩余少量浮渣由人工清理。

2.4 綜掘機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)

為使綜掘機(jī)持久地正常工作，充分發(fā)揮其功能，檢修人員必須按照制定的檢修計(jì)劃進(jìn)行檢修，煤機(jī)司機(jī)嚴(yán)格按照《操作規(guī)程》和神東崗位標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程操作，以有效地消除故障和隱患。如定期檢查油箱油位及油質(zhì)，油量不夠要及時(shí)補(bǔ)加，油質(zhì)污染或變質(zhì)要及時(shí)更換，以保證油泵及液壓系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.5 循環(huán)作業(yè)圖標(biāo)

綜掘機(jī)掘進(jìn)工藝流程為：交接班→掛設(shè)激光→掘進(jìn)→支護(hù)→下一循環(huán)。正規(guī)循環(huán)進(jìn)尺2～4 m，單班為1～2個(gè)循環(huán)，全體掘進(jìn)4～8 m，月進(jìn)尺120～220 m。檢修班進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和檢修，循環(huán)作業(yè)流程見表1。

表1 循環(huán)作業(yè)表Table 1 Cycle operation chart

3 勞動(dòng)組織及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3.1 掘進(jìn)作業(yè)方式

作業(yè)方式：工作面采用“三班”制作業(yè)形式。兩班生產(chǎn)一班檢修。

工序安排：①班次安排。8：00～16：00為檢修班檢修，16：00～24：00為中班生產(chǎn)，24：00～8：00為夜班生產(chǎn)。 ②工序安排。生產(chǎn)班掘進(jìn)、支護(hù)、文明生產(chǎn)等，每班按正規(guī)循環(huán)進(jìn)度作業(yè)；檢修班負(fù)責(zé)完善支護(hù)、設(shè)備檢修、延伸進(jìn)排水管及風(fēng)筒等生產(chǎn)準(zhǔn)備工作。

3.2 勞動(dòng)組織

隊(duì)干定編8人；一個(gè)生產(chǎn)班定編4人；檢修班定編15人；出勤率為0.73%，勞動(dòng)組織分配，見表2。

表2 勞動(dòng)組織表Table 2 Labor organization table 單位：人

3.3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

巖巷掘進(jìn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表3。由表3可知，在巖巷掘進(jìn)中，尤其是在煤巖層硬度較大的情況下，使用綜掘機(jī)掘進(jìn)，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)考核指標(biāo)最為合理。

表3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)Table 3 Main technical and economic indicators

4 結(jié)論

神東煤炭集團(tuán)自引進(jìn)綜掘機(jī)后，經(jīng)過多年的使用，已逐步成熟，尤其是在巖巷掘進(jìn)中，基于其機(jī)身特點(diǎn)，提高了掘進(jìn)效率；以綜掘機(jī)為主要掘進(jìn)設(shè)備而成立的隊(duì)伍，人員配置相對(duì)較少，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，有效地彌補(bǔ)了掘錨機(jī)、連采機(jī)的缺點(diǎn)。