礦用E B Z160S型掘錨一體機改進及應用

張菁玨

（晉能控股煤業集團長平公司，山西 晉城 048006）

0 引言

經過改革開放近十幾年的發展，我國煤巷掘進技術水平有了飛躍發展，但是采掘協調一直是企業在煤炭生產過程中關注的重要問題[1]。從長期的煤礦發展來看，制約煤礦生產的重要因素是采掘失調、巷道掘進速度偏低，大多數專家認為，國內煤礦采掘關系緊張的主要矛盾點體現在掘進速度低于回采速度[2]。文獻[3-8]針對礦用機械E B Z260M-4型掘錨一體機、13臂掘錨機、E B Z160型掘進機掘錨護一體化、E B Z160M-2掘錨一體機、E B Z160M-2掘錨一體機、中小斷面MB380掘錨一體機等在采掘中存在的問題進行優化和改造，以期適應各礦實際地質條件，同時對其展開應用研究，并得到了巨大的經濟效益。

目前，長平礦井下掘進工作面現采用“掘進機+錨桿臺車”作業方式：機組進退、鉆車工序占用了生產時間，降低了掘進效率，影響了掘進速度。因此，長平公司機電部根據煤炭生產需求，遵循“安全、高效、智能、穩定”的原則，對機組進行升級改造，將掘進與錨護結合一體，減去掘進與支護換位時間，提高掘進效率。

本文在綜掘機掘錨一體化改造時，針對長平礦掘進工作面存在的問題，重點對E B Z160S型綜掘機結構特點進行分析，采用將錨護裝置安裝在機組本體兩側，在機組左右平臺上增加可滑動的鉆臂裝置，在機組截割部的上方布置擺動平臺及前部支撐，同時對原有的油箱、泵站部、電控箱以及操作臺進行優化改進來升級，通過升級改進成E B Z160M-4型掘錨一體機。

1 長平礦掘進工作面綜掘現狀

E B Z160S型綜掘機（見圖1）在截割完畢后，需將機組退到位閉鎖，然后開動鉆車架設臨時支護，在此過程中，因不能及時控制空頂，故增加了空頂暴露時間，不利于頂板管控，存在極大安全隱患；每執行一次進退機組需20 min，進而減少了生產時間，降低了掘進效率；而且E B Z160S型綜掘機在掘進中頻繁的進行機組進退，不僅增加了機電事故的發生率，而且不利于現場文明生產管理；鉆車機身寬度為1.5 m，部分小斷面巷道鉆車不適用，而且使用鉆車對現場條件要求苛刻，工作面堆煤不能過多，巷道坡度不能過大。

圖1 E B Z160S型綜掘機

針對以上現狀我司機電部根據實際生產需求，對綜掘機機組進行升級改進，將掘進與錨護結合一體，減去掘進與支護換位時間，提高掘進效率。

2 綜掘機掘錨一體化改進方案

首先，我公司機電管理部、生產管理部針對現有的E B Z160S型綜掘機結構特點進行分析，提出了大膽的創新改進思路：將錨護裝置安設在機組本體兩側，保留原機組的行走部、截割部、鏟板部、一運輸部、連接大架、后支撐、泵站、電控箱；設計并改造了左右兩側履帶上方的連接平臺，將平臺每側加寬150 mm，見圖2。

圖2 原機組保留部分

將錨護裝置安設在機組本體兩側優點在于：保證了截割部的整體完好性，避免了在截割部改造造成的缺點；避免了原有錨護系統在截割部易損壞的缺點；無原有錨護系統在截割部的缺點：機組本身設備部件變動較少，較好的保證了機組原尺寸大小。

其次，在機組左右平臺上增加可滑動的鉆臂裝置。機組截割時，鉆臂位于機組的中間位置，見圖3。

圖3 平臺增鉆臂裝置

鉆臂位于機組兩側優點：錨護系統更加穩定可靠，打鉆過程中不易晃動；錨護系統獨立之后，故障率低，使用便捷，易收回，不影響機組截割；同時還可以完成工作面迎頭瓦斯釋放孔施工。

然后，在機組截割部的上方布置擺動平臺及前部支撐，詳見圖4。

圖4 擺動平臺及前部支撐

最后，對設備的油箱、泵站部、電控箱以及操作臺進行了優化改進。具體改進方案有：對原機組的泵站油箱部重新進行優化布置；將新增加的鉆臂裝置布置在機組的左右平臺上，重新優化設計和布置油箱、泵站部及電控箱位置，將操作臺放置于機組電控箱側前方；操縱閥均改造為電磁閥組，并配置無線控制系統，詳見圖5。

圖5 油箱、泵站優化布置

改進后的優點：機組本體部件位置得到了優化，對原機組尺寸影響較小；采用無線控制系統后，使機組操作更靈活，提高了割煤速度和效率，使巷道成型更高，司機安全系數更高；改進后設備功能區分明確，操作簡單，性能可靠，故障率低，維修方便。

3 E B Z160M-4型掘錨護一體機特點

改進后的E B Z M160-4型掘錨護一體機，首創將錨桿鉆機安設到機組本體上左右兩側，整機錨護系統更加穩定可靠，鉆臂結構可靠耐用不會變形；錨護系統故障率得到改善；同時錨護更便捷，機組通過鉆臂可實現前后伸縮，垂直水平調整以及全方位360°旋轉等功能，實現頂幫錨桿錨索鉆孔快速定位、高效支護功能；在不動掘進機整機情況下，既能夠完成兩排頂部錨桿及幫部錨桿支護作業；鉆臂部分采用滑軌、鉆臂和液壓鉆機裝置組成，可以更好實現鉆臂伸出和伸縮，覆蓋范圍更廣；收回時，最大程度的降低鉆臂的空間尺寸，保障機組截割性能。

該掘錨機的改進方式，解決了原有掘錨機不能施工工作面迎頭鉆孔的缺點；不但可以在工作面迎頭在不同位置按照不同角度施工瓦斯釋放孔，而且施工更快捷，更高效。同時掘進工序減少，效率明顯提高；掘進機采用了無線控制系統，在掘進機司機操作臺安設了電磁閥組，使用FY F40（A）遙控器遙控操作，解決了司機固定在操作臺的現況，視野更廣闊，割煤速度更快，效率更高。設備操作簡單、耐用、易維護。

圖6 E B Z160M-4掘錨機

改進后的E B Z160M-4型掘錨護一體機適合用于寬4.8～6.0 m、高3.5～4.8 m的順槽巷道一次成巷施工；而且保證了掘進工作和支護錨護作業互不干涉；掘錨護整機工作安全，臨時支護空頂距離符合規范要求；掘錨護多功能一體機單進水平提高了10%～20%，持續穩定在120～150 m。

4 E B Z160M-4型掘錨一體機的應用

E B Z160M-4掘錨機現已在長平礦五盤區膠帶機巷展開應用，目前工作穩定可靠，能夠滿足五盤區膠帶機巷快速掘進工作的要求，相較于原來的E B Z160S型綜掘機，在掘進應用階段，已經明顯顯現出設備的優越性。

遙控操作技術的應用，提高了割煤效率，每排提高30%左右，減去了以往機組副司機的配置，讓人員可在此期間從事其他工序，提高了司機的安全系數。省去了以往每排進退機組和鉆車時間，每排減少20 min；節省了時間，減少了工人該工序的勞動；同時保障了工作面現場標準化達標，減少了現場標準化工作量。臨時支護快速，每排減少空頂時間10 min以上，更好的控制了頂板，保障了安全。鉆臂可隨意伸出縮回，根據需要全方位360°旋轉，快速定位，高效支護，單排支護效率提升了15%左右。該掘錨機鉆臂施工瓦斯釋放孔效率更高，設置了操作平臺，人員操作更便捷。該掘錨機采用了負壓敏感液壓控制模式，掘進與支護切換合理，各部件功能區分明確，性能可靠，維護方便；和以往需檢修機組、鉆車2臺設備相比檢修量有所降低，故障時間減少，機電成本減低。人員勞動強度降低，人員配備減少，人員作業安全系數提高。

結合以上優點，E B Z160M-4掘錨機應用后，每日提高進尺1～2 m，每月提高月進尺20%左右，人員較以往每日減少至少3人；同時帶來了更好的安全環境，較少的勞動工作量，每月機電成本可降低15%左右。

5 結論

本文對長平礦掘進工作面存在的問題，重點對E B Z160S型綜掘機進行了改進，通過創新性的改造思路和方法升級改進成E B Z160M-4型掘錨一體機，經過長平礦五盤區膠帶機巷展開應用，實踐表明其優點有：安全系數明顯提高；循環施工用時縮短；定位快速準確，支護高效；減少了用人數量；明顯降低勞動強度；設備操作簡單、可靠、耐用、易檢修。

通過近期在長平煤業巖巷掘進的實際應用情況來看，E B Z160M-4型掘錨一體機解決了原有機型的問題，且設備工作穩定可靠，月進尺和日單進有了長足的進步，為長平公司新增經濟效果顯著。