掘進(jìn)巷道機(jī)械設(shè)備配套選型及應(yīng)用

武文豪

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)雁崖煤業(yè)大同有限公司， 山西 大同 037031）

1 塔山三盤(pán)區(qū)5311 巷概況

塔山三盤(pán)區(qū)5311 巷南部走向布置，巷道西部為2311 巷，北部為三盤(pán)區(qū)大巷，東部及西部為實(shí)煤區(qū)。5311 巷長(zhǎng)度為1 400 m，巷道斷面規(guī)格為寬×高=4.8 m×3.7 m，巷道掘進(jìn)煤層為石炭系3 號(hào)-5 號(hào)煤層，煤層平均厚度為11.7 m，施工巷道從三盤(pán)區(qū)輔運(yùn)巷開(kāi)口沿煤層底板進(jìn)行掘進(jìn)。

5311 巷掘進(jìn)區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，巷道在掘進(jìn)過(guò)程中預(yù)計(jì)揭露2 條正斷層，斷層平均落差為1.4 m，平均傾角為42°，斷層對(duì)巷道掘進(jìn)影響不大；根據(jù)鉆探資料顯示，巷道在400～800 m 段存在煌斑巖侵入現(xiàn)象，對(duì)巷道掘進(jìn)影響較大。

5311 巷采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)工藝，采用EBZ 型掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，采用帶式輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)煤，采用液壓錨桿機(jī)進(jìn)行鉆孔施工，采用錨桿（索）進(jìn)行頂板支護(hù)，為了保證巷道安全快速掘進(jìn)，降低巷道內(nèi)設(shè)備故障率，提高巷道圍巖穩(wěn)定性，決定對(duì)巷道內(nèi)機(jī)械設(shè)備配套選型進(jìn)行分析研究。

2 巷道內(nèi)支護(hù)設(shè)備及支護(hù)參數(shù)

5311 巷掘進(jìn)期間采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)工藝，巷道內(nèi)設(shè)備主要由掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、帶式輸送機(jī)、液壓鉆機(jī)、隔爆開(kāi)關(guān)、應(yīng)急水泵、綜合保護(hù)開(kāi)關(guān)、局部通風(fēng)機(jī)、移動(dòng)變壓器等[1]。

1）掘進(jìn)機(jī)型號(hào)及參數(shù)：巷道內(nèi)主要采用EBZ260型掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，掘進(jìn)機(jī)總長(zhǎng)度為12.63 m，牽引力為605 kN，臥底深度為300 mm，爬坡能力為±18°，可切割巖體硬度為110 MPa，電機(jī)截割功率為200 kW，生產(chǎn)能力為4.3 m3/min，供電電壓為1 140 V。

2）轉(zhuǎn)載機(jī)：轉(zhuǎn)載機(jī)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為16 m，主要由電滾筒、阻燃輸送帶、轉(zhuǎn)載機(jī)架、擋煤裝置、跑車(chē)、托輥等部分組成，轉(zhuǎn)載機(jī)尾部與掘進(jìn)機(jī)連接，頭部采用跑車(chē)與過(guò)渡架活動(dòng)連接，轉(zhuǎn)載機(jī)采用功率為11 kW 電滾筒驅(qū)動(dòng)，采用掘進(jìn)機(jī)電控箱進(jìn)行供電。

3）帶式輸送機(jī)：5311 巷掘進(jìn)過(guò)程中采用的帶式輸送機(jī)型號(hào)為SSJ-800 型，輸送機(jī)電機(jī)功率為40 kW，輸送帶寬度為0.8 m，輸送機(jī)主要由卸載滾筒、驅(qū)動(dòng)滾筒、阻燃輸送帶、H 架、清帶器、電機(jī)、減速機(jī)等部分組成[2]。

4）液壓鉆：工作面采用的液壓鉆機(jī)型號(hào)為MYT-190/240 型，配套設(shè)備主要由BMYT2A 型雙泵液壓泵站和進(jìn)回油膠管，液壓鉆機(jī)額定壓力為17 MPa，額定流量為45 L/min，額定扭矩為190 N·m，額定轉(zhuǎn)速為240 r/min，最大推進(jìn)行程為1.97 m；泵站電機(jī)功率為18.5 kW，電壓為380 V。

5）局部通風(fēng)機(jī)：5311 巷采用的是變頻局部通風(fēng)機(jī)，共計(jì)兩臺(tái)，風(fēng)機(jī)功率為55 kW，風(fēng)機(jī)可根據(jù)巷道掘進(jìn)深度風(fēng)機(jī)可自動(dòng)變頻，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制風(fēng)速的目的，利用直徑為1.2 m 柔性風(fēng)筒將風(fēng)量引進(jìn)至工作面，相鄰兩節(jié)風(fēng)筒之間采用拉鏈?zhǔn)竭B接。

3 巷道內(nèi)機(jī)電設(shè)備配套應(yīng)用

3.1 巷道掘進(jìn)前期運(yùn)輸系統(tǒng)

由于5311 巷采用東西走向布置，巷道開(kāi)口位置位于運(yùn)輸大巷，運(yùn)輸大巷東部依次為膠帶大巷、回風(fēng)大巷，膠帶大巷與運(yùn)輸大巷預(yù)留30 m 保護(hù)煤柱，為了保證巷道掘進(jìn)具有穩(wěn)定的運(yùn)輸系統(tǒng)，在5311 巷開(kāi)口對(duì)面幫預(yù)先施工一個(gè)皮輔聯(lián)巷，聯(lián)巷長(zhǎng)度為30 m，寬度為4.5 m，高度為3.7 m。皮輔聯(lián)巷掘進(jìn)貫通后采用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行5311 巷掘進(jìn)施工，巷道在前50 m 掘進(jìn)過(guò)程中采用裝載機(jī)將煤矸運(yùn)輸至膠帶大巷上。

3.2 高架皮帶施工

5311 巷掘進(jìn)50 m 后采用裝載機(jī)運(yùn)煤時(shí)運(yùn)距長(zhǎng)、運(yùn)輸效率低且安全系數(shù)低，決定在巷道內(nèi)安裝一部SSJ-800 型帶式輸送機(jī)，輸送機(jī)機(jī)頭與盤(pán)區(qū)輸送機(jī)搭接，帶式輸送機(jī)機(jī)尾安裝5311 巷50 m 處；采用傳統(tǒng)方法安裝該輸送機(jī)時(shí)輸送機(jī)需橫穿輔運(yùn)大巷，不利于輔運(yùn)大巷行車(chē)及行人，所以決定在巷道內(nèi)安裝高架皮帶。

1）高架皮帶即在輔助運(yùn)輸大巷上架設(shè)高架橋，然后在高架橋上安裝帶式輸送機(jī)，從而解決了傳統(tǒng)輸送機(jī)安裝時(shí)對(duì)運(yùn)輸大巷行人、行車(chē)影響的技術(shù)難題。

2）高架橋主要由高架腿、高架橋面、高低腿等部分組成，高架腿主要由兩根長(zhǎng)度為2.6 m 工字鋼梁焊接而成，高架腿成H 型，寬度為1.5 m；兩架高架腿分別安裝在5311 巷開(kāi)口以及皮輔聯(lián)合開(kāi)口處[3-4]。

3）高架橋面主要由兩根長(zhǎng)度為5.0 m 工字鋼梁以及10 根長(zhǎng)度為1.5 m 槽鋼組成，橋面與高架腿之間采用卡纜進(jìn)行固定，高架橋面安裝后在橋面上鋪設(shè)木板；高架腿兩側(cè)各安裝10 組高低腿，高低腿安裝后成8°斜坡，直至過(guò)渡至與普通H 架對(duì)接。

3.3 巷道掘進(jìn)設(shè)備配置

1）5311 巷掘進(jìn)50 m 后在皮輔聯(lián)巷以及5311巷內(nèi)安裝一部SSJ-800 型帶式輸送機(jī)，巷道掘進(jìn)50 m 后按設(shè)計(jì)拐彎需掘進(jìn)回風(fēng)繞道，回風(fēng)繞道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為150 m，回風(fēng)繞道前50 m 掘進(jìn)時(shí)，采用耙?guī)r機(jī)與巷道內(nèi)輸送機(jī)聯(lián)合出煤；回風(fēng)繞道掘進(jìn)50 m 后在回風(fēng)繞道內(nèi)安裝第二部帶式輸送機(jī)，并與頭部輸送機(jī)搭接聯(lián)合出煤。

2）5311 回風(fēng)繞道掘進(jìn)到位后5311 巷繼續(xù)掘進(jìn)，此時(shí)拆除回風(fēng)繞道內(nèi)帶式輸送機(jī)，當(dāng)5311 巷掘進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)100 m 時(shí)，在5311 巷內(nèi)安裝第二部帶式輸送機(jī)，第二部輸送機(jī)機(jī)頭與二部輸送機(jī)機(jī)尾固定搭接。

3）在第二部帶式輸送機(jī)機(jī)頭處安裝8 組伸縮裝置，共計(jì)長(zhǎng)度為24 m，伸縮裝置內(nèi)可儲(chǔ)存輸送帶長(zhǎng)度為50 m，二部輸送機(jī)尾部安裝8 組過(guò)渡架，長(zhǎng)度為24 m，過(guò)渡架上安裝電纜框以及以及通過(guò)轉(zhuǎn)載機(jī)跑車(chē)與轉(zhuǎn)載機(jī)連接[5]。

4）轉(zhuǎn)載機(jī)與EBZ260 型掘進(jìn)機(jī)連接，掘進(jìn)機(jī)載割煤過(guò)程中在前移、后退過(guò)程中轉(zhuǎn)載機(jī)可在過(guò)渡架上自由移動(dòng)；隨著工作面延伸轉(zhuǎn)載機(jī)在過(guò)渡架上移動(dòng)距離逐漸縮短，可通過(guò)伸縮裝置延長(zhǎng)輸送帶長(zhǎng)度，然后利用掘進(jìn)機(jī)對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行自動(dòng)移尾，如圖1 所示。

圖1 5311 巷掘進(jìn)期間設(shè)備布置平面示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

在機(jī)械化掘進(jìn)工作面中機(jī)電設(shè)備應(yīng)用相對(duì)較多，若巷道在掘進(jìn)過(guò)程中機(jī)電設(shè)備配置不合理，不僅增加設(shè)備故障率，降低了巷道掘進(jìn)效率，而且很容易發(fā)生重大機(jī)電事故，所以掘進(jìn)巷道設(shè)備合理配置，對(duì)巷道安全快速掘進(jìn)起著重要作用；5311 巷掘進(jìn)期間通過(guò)合理優(yōu)化工作面機(jī)電設(shè)備配置，巷道在后期掘進(jìn)過(guò)程中煤流系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，各類(lèi)設(shè)備可協(xié)調(diào)運(yùn)行，巷道掘進(jìn)效率達(dá)11.2 m/d，取得了顯著應(yīng)用成效。