綜合機(jī)械化掘進(jìn)作業(yè)線的建設(shè)

劉 超

（冀中能源峰峰集團(tuán)辛安礦，河北 邯鄲 056200）

1 引言

辛安礦隸屬冀中能源峰峰集團(tuán)，原名黃沙礦，由黃沙區(qū)和辛安區(qū)兩部分組成，兩區(qū)以礦井中部F3斷層為界。井田南北走向長(zhǎng)8km，東西寬約2.5km，面積15.2807km2。開(kāi)采方式為地下開(kāi)采，開(kāi)采煤層標(biāo)高+230～-950m，礦井主采煤層為2#煤層，巷道開(kāi)拓起始階段主要以人工、炮采為主，伴隨著綜采的發(fā)展，綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為適應(yīng)煤礦發(fā)展的需要[1]，不斷引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，并加強(qiáng)對(duì)引進(jìn)設(shè)備的消化吸收工作，同時(shí)積極研發(fā)適合我礦地質(zhì)條件和生產(chǎn)工藝的綜合機(jī)械化掘進(jìn)裝備，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，建設(shè)出適合該礦的綜合機(jī)械化作 業(yè)線。

2 技術(shù)裝備選型

2.1 機(jī)械化掘進(jìn)作業(yè)線建設(shè)構(gòu)思

破巖采用EBZ-160(A)型掘進(jìn)機(jī)，搭載ZLJ-4機(jī)載臨時(shí)支護(hù)；

裝巖采用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)配合可伸縮帶式輸送機(jī)，配套可視化遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)；

輔助運(yùn)輸采用KWGP-60/90D型掘進(jìn)無(wú)極繩牽引普軌卡軌車，配套可視化系統(tǒng)。

1.機(jī)載前探梁 2.懸臂式掘進(jìn)機(jī) 3.橋式轉(zhuǎn)載機(jī) 4.可伸縮帶式皮帶

2.2 破巖方式及裝備

我礦巷道掘進(jìn)主要采用EBZ系列懸臂式掘進(jìn)機(jī)，參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 EBZ懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要技術(shù)性能

掘進(jìn)機(jī)配套海德遙控，解決了掘進(jìn)機(jī)司機(jī)在操作臺(tái)駕駛時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大、視野受限制、施工安全性差等問(wèn)題，在惡劣施工環(huán)境中，特別是掘進(jìn)工作面頂板破碎或上山掘進(jìn)，在截割產(chǎn)生的震動(dòng)可能引起局部頂板垮落或滾砟的情況下，司機(jī)可以在保證視力可及的安全位置，遙控操作掘進(jìn)機(jī)工作，一旦出現(xiàn)頂板垮落、滾砟等意外情況時(shí)，不會(huì)對(duì)司機(jī)造成人身傷害，并可以在安全、有效操作距離內(nèi)，將掘進(jìn)機(jī)駛出危險(xiǎn)環(huán)境，大大提高操作安全系數(shù)。

掘進(jìn)機(jī)搭載ZLJ-4機(jī)載臨時(shí)支護(hù)，代替以往竄管前探梁或點(diǎn)柱加橫梁的臨時(shí)支護(hù)，機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝配在掘進(jìn)機(jī)的中上部，利用掘進(jìn)機(jī)自身油泵驅(qū)動(dòng)，不干擾掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和截割作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化支護(hù)作業(yè)，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了臨時(shí)支護(hù)的可操作性及可靠性。

2.3 裝巖方式及裝備

掘進(jìn)工作面通過(guò)掘進(jìn)機(jī)星輪自行裝載至機(jī)身刮板輸送機(jī)，經(jīng)橋式轉(zhuǎn)載機(jī)至可伸縮帶式輸送機(jī)，帶式輸送機(jī)與刮板輸送機(jī)相比較具有長(zhǎng)運(yùn)距、大運(yùn)量、連續(xù)輸送、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)[2]，可伸縮帶式輸送機(jī)主要用于采煤及掘進(jìn)工作面運(yùn)輸，利用儲(chǔ)帶倉(cāng)機(jī)尾可隨工作面的推進(jìn)延長(zhǎng)或縮短，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)架輕巧，拆裝方便。同時(shí)為減少后路運(yùn)轉(zhuǎn)崗位，引進(jìn)了可視化遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)集遠(yuǎn)距離監(jiān)控和控制為一體的多功能控制系統(tǒng)。具有煤位保護(hù)，煙霧保護(hù)，溫度保護(hù)，速度保護(hù)，撕帶保護(hù)，跑偏保護(hù)，機(jī)尾跑偏，沿線閉鎖和開(kāi)車檢測(cè)功能，可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)輸送機(jī)遠(yuǎn)方監(jiān)控，任何一臺(tái)設(shè)備都可以顯示全系統(tǒng)設(shè)備圖像，及全系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況，便于人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障輸送機(jī)位置。使用采掘運(yùn)輸可視化控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)輸送機(jī)集中控制功能，一人便可操作多部皮帶，提高了工作效率，為掘進(jìn)施工提供了人員保障。

2.4 輔助運(yùn)輸方式及裝備

目前絕大多數(shù)礦井掘進(jìn)工作面輔助運(yùn)輸仍然依靠調(diào)度絞車，掘進(jìn)工作面受地質(zhì)構(gòu)造帶及地層傾角影響，多存在拐線或巷道坡度起伏等現(xiàn)象，需布置多臺(tái)調(diào)度絞車接力運(yùn)輸才能滿足工作面運(yùn)輸需要，運(yùn)輸戰(zhàn)線長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多，占用人員多，運(yùn)輸效率低，是機(jī)電運(yùn)輸管理的薄弱環(huán)節(jié)，存在較大的安全隱患。近年來(lái)多種新型的煤礦井下輔助運(yùn)輸設(shè)備不斷被應(yīng)用，如單軌吊車、無(wú)極繩絞車、履帶式運(yùn)輸車等，以取代落后的調(diào)度絞車，但每一種運(yùn)輸設(shè)備都有它的優(yōu)缺點(diǎn)，只有根據(jù)不同井巷條件，選擇最合適的運(yùn)輸方式，才能使最大限度的發(fā)揮設(shè)備的優(yōu)越性。

掘進(jìn)無(wú)極繩牽引普軌卡軌車與調(diào)度絞車相比，在安全上，由于不脫鉤運(yùn)輸，有效防止了跑車事故，提高了運(yùn)輸安全可靠性；有效減少了輔助人員的配置，提高了生產(chǎn)力，減人增效；環(huán)節(jié)上，設(shè)備減少，避免了不安全因素；牽引力大，爬坡能力強(qiáng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，維護(hù)量??；無(wú)極繩絞車和張緊器合二為一，采用地錨固定，絞車站占用空間小、便于安裝。鋼絲繩的牽引繩和回繩都布置在軌道內(nèi)，對(duì)巷道規(guī)格要求較小，通過(guò)托繩輪組、壓繩輪和回壓繩輪（外繩導(dǎo)輪）等輪系，可有效的控制鋼絲繩的走向，保證車輛安全運(yùn)行?？ㄜ壾嚮乩K站布置在軌道內(nèi)，回繩站裝置移動(dòng)方便。

3 結(jié)語(yǔ)

目前，機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)較為成熟，但制約掘進(jìn)速度的因素還有很多，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

1）掘支無(wú)法實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)。掘進(jìn)、支護(hù)不能平行作業(yè)，在一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)中，支護(hù)時(shí)間是掘進(jìn)時(shí)間的兩倍，因而嚴(yán)重限制了進(jìn)尺的提高，雖然有掘錨一體機(jī)，但還是無(wú)法實(shí)現(xiàn)掘支平行作業(yè)，未來(lái)可主要用過(guò)研發(fā)巷道大斷面臨時(shí)支護(hù)，通過(guò)提高臨時(shí)支護(hù)的可靠性及可操作性，實(shí)現(xiàn)掘支平行作業(yè)。

2）元部件的可靠性仍需不斷提高。盡管國(guó)產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)方面已經(jīng)達(dá)到國(guó)外先進(jìn)機(jī)型的標(biāo)準(zhǔn)，但在掘進(jìn)工作面復(fù)雜的地質(zhì)條件下，例如軸承、油泵、馬達(dá)、液壓系統(tǒng)、電機(jī)、減速機(jī)等元部件的可靠性和壽命仍需攻關(guān)研究。

3）輸送機(jī)的多樣性有待開(kāi)發(fā)。近年來(lái)帶式輸送機(jī)不斷發(fā)展，電滾筒皮帶、永磁皮帶、機(jī)尾自清煤滾筒等應(yīng)運(yùn)而生，但無(wú)法滿足施工需要，未來(lái)輸送機(jī)的發(fā)展要不僅要在運(yùn)輸能力、元部件性能和可靠性的方面不斷提升，更要擴(kuò)大功能，一機(jī)多用，如頂皮帶運(yùn)煤、底皮帶運(yùn)料，小斷面拐彎皮帶等等。

我國(guó)煤礦在機(jī)械化掘進(jìn)方面雖以取得了不錯(cuò)的進(jìn)展，但我們與國(guó)外先進(jìn)仍有不小的差距，為不斷提高安全系數(shù)及施工質(zhì)量，提高巷道掘進(jìn)作業(yè)的機(jī)械化水平，還需不斷根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際存在問(wèn)題積極研發(fā)相關(guān)的配套設(shè)備，以期提高煤礦巷道機(jī)械化掘進(jìn)的效率及安全系數(shù)，推動(dòng)我國(guó)煤礦生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展。