ＥBZ-1５0掘進機前配套技術(shù)討論與應(yīng)用趙學(xué)雷，屈小兵，李衛(wèi)濤（潞安礦業(yè)集團王莊煤礦,山西長治046031）摘要:綜采、綜掘技術(shù)的不斷進展，是我國的煤炭生產(chǎn)水平得以長足進展的主要動力.而隨著礦井產(chǎn)量的大幅提升，綜掘速度慢已經(jīng)成為制約礦井生產(chǎn)的主要因素。如何在影響煤礦生產(chǎn)這一瓶頸中有所突破,王莊煤礦先后在ＥBJ—120掘進機和ＥBZ－１50掘進機上進行了大膽的探究，尤其是EBZ－１50掘進機前配套在使用過程中具有更強的適應(yīng)性，有較高的推廣和應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：王莊煤礦懸臂掘進機掘進機前配套ResearchandaｐｐlｉｃatｉoｎaｂouttheｔechｎｏlogｙofEBZ－1５0ＲoaｄheadeｒwiｔhｂoｌtｉｎgｓysｔｅmZHＡOＸｕｅ—lei，QUＸiaｏ-bing,LIWei-ｔaｏ（WangＺhuａnｇCｏaｌＭinｅofLｕ’ａnＭｉｎeIｎｄustｒyＧroupｃｏmpany，ＣhaｎgZhｉ０4６0３1,Chｉna）Ａbｓｔract：ThedｅvelｏpｉngｏfminingtechnｏｌｏgyiｓtheｍainｉｍｐetusaboutｔｈelonｇｄeveｌoｐｉngoｆminｅproducingｌｅｖelｉnChｉna。BuｔwithｔhｅinｃrｅaseproｄｕｃｔioniｎtheCoａlminｅ，tｈｅｓloｗｌyrｏaｄｈeadiｎgisbecamｅthｅｍainreasontｏreｓtrｉctｔhemineｐroｄuｃiｎｇ.Howtｏsolveｔｈisｐｒoｂlem，ＷhａnｇZｈuaｎｇCoａｌminedidｔｈeresearcｈｏfＥBＪ-1２０aｎdEBＺ－150Ｒｏaｄhｅａdｅｒwithbolｔｉｎgｓｙsteｍinｔｕrn，paｒticuｌaｒlｙｔheＥBＺ－150Ｒoadheaｄeｒｂoｌｔｉngsysｔemhastｈemoreｓｔｒonｇｌyａdaｐtioｎaｎｄhigｈｖalueofａppｌｉcaｔｉoｎ.Keywｏrds:WangＺhｕanｇCｏａlMineCａntｉleverＲoadheａdｅrRｏａdheaｄｅｒwｉｔhBｏlｔingＳysｔem我國大多數(shù)礦井煤巷綜掘施工一般采納懸臂掘進機配單體錨桿鉆機的作業(yè)方式，這種作業(yè)方式存在的主要問題是綜掘機開進退出格外頻繁,錨桿機依靠人工頻繁移動，造成幫助作業(yè)時間長、占用人員多、掘進效率低、工人勞動強度大.國外在進展快速掘進技術(shù)過程中,掘進裝備多采納連續(xù)采煤機組，在同一臺設(shè)備上實現(xiàn)了掘進與錨桿支護的一體化作業(yè)，但該機型體積相對較大,適應(yīng)于巷道斷面大，空頂距大的地質(zhì)條件較好礦井，只在我國神華等部分礦井得到應(yīng)用，還不能得到推廣和使用。研發(fā)真正適應(yīng)我國煤巷地質(zhì)條件的掘進裝備成為進展快速掘進技術(shù)的內(nèi)在要求.1王莊煤礦掘錨技術(shù)進展歷程鑒于王莊煤礦與國外相比在煤層條件、開采深度、巷道布置、巷道斷面、護巷方式等方面有著明顯的差異,因此，必須依據(jù)王莊礦的簡略生產(chǎn)地質(zhì)條件和使用要求研制開發(fā)與懸臂式掘進機配套的錨桿鉆臂系統(tǒng)。該礦在２０0７年參加研發(fā)和使用了ＥBＪ-120前配套機型，在進行工業(yè)性試驗的基礎(chǔ)上,針對該機型在實際使用過程中所存在的問題和不足，又隨即開展了EBＺ－15０掘進機前配套的研發(fā)和使用工作，并于２0０8年８月份在該礦6207運巷再次成功進行了工業(yè)性試驗，掘進工效有了明顯的提高。2EＢZ—150掘進機前配套研發(fā)應(yīng)考慮的主要問題２。１懸臂式掘進機上加裝前配套主要解決的難點1)加裝的前配套錨桿鉆機需要和掘進機配套工作，需要解決兩者空間位置的布置；2）加裝的前配套錨桿鉆機有肯定的調(diào)節(jié)適應(yīng)性，能進行頂板和側(cè)幫的錨鉆作業(yè),即立體式錨鉆作業(yè)。3）加裝的前配套要有牢靠的臨時支護系統(tǒng),能夠滿意巷道臨時支護需求。２。２前配套要滿意的幾個方面依據(jù)我礦井下的生產(chǎn)地質(zhì)條件及１50掘進機自身的要求,前配套要滿意以下幾個方面：１）掘進機加裝鉆臂后,左右兩套鉆臂操作閥的安裝位置必須在永久支護下進行,并且不得超出掘進機的寬度和影響操作人員的視線。2）掘進機加裝的鉆臂道軌要有肯定距離相互錯開的交叉空間，力爭實現(xiàn)中部錨桿或錨索的打設(shè)。3）臨時支護系統(tǒng)的支撐力要滿意臨時支護需求，保證平安牢靠.4）該錨桿機必須考慮每根錨桿兩支藥卷是否可以攪拌動，扭矩不小于1５0Nm.5）鉆臂機架與窩頭煤壁間距不低于2米，防止割煤時損壞。6）鉆機鉆箱的伸縮行程不得低于2．6米，便于頂幫錨眼的一次性打設(shè),以加快鉆機的打眼速度。7）鉆臂支護高度高于３.5米,保證巷道高頂后錨桿的打設(shè)。8)研發(fā)的錨桿鉆臂加上掘進機處的寬度，總寬度不得大于掘進機機身的寬度.２．3掘進機在校核方面應(yīng)做到的幾個方面１）在加裝前配套鉆臂后，掘進機油泵將始終處于工作狀態(tài)，油溫必將上升，要對掘進機的各部油路的密封墊的強度及耐高溫的性能進行重新考慮。２）掘進機加裝前配套鉆臂時需對掘進機的冷卻系統(tǒng)進行綜合考慮,要滿意對液壓系統(tǒng)油溫的掌握要求。?3）掘進機加裝前配套鉆臂后(鉆臂重達４噸多)，必須對掘進機行走部、回轉(zhuǎn)臺和截割頭等的連接螺栓、升降油缸、左右回轉(zhuǎn)油缸及各部關(guān)節(jié)的支撐性能和強度進行重新的核算。3結(jié)構(gòu)介紹ＥBＺ-1５０掘進機前配套在設(shè)計時,充分考慮到以上問題，注意提高采煤效率和平安措施，并增強掘進機前配套的適應(yīng)性和靈敏性,在結(jié)構(gòu)上有如下特點：3.１EBＺ—150掘進機前配套二級液壓伸縮鉆臂系統(tǒng)要實現(xiàn)掘錨聯(lián)合支護，首要問題是解決掘進機和前配套的相互協(xié)作問題。在進行掘進時，前配套需安置在掘進機截割部的后方，使掘進機有足夠的空間進行割煤作業(yè);在進行打錨桿作業(yè)中，掘進機前配套需布置在巷道前端。為此采納二級液壓伸縮鉆臂系統(tǒng)將前配套安裝在掘進機上,如圖３－１所示。在（a)圖中，前配套位于掘進機截割部后方，此時掘進機截割頭可自由運動，進行正常的掘進工作,前配套對其不會產(chǎn)生干擾激蕩.需要進行錨護作業(yè)時，如圖（b）所示,前配套通過一套二級液壓伸縮鉆臂系統(tǒng)移動至掘進機前端,來進行錨護作業(yè)。（ａ)(ｂ）圖3—1EBＺ－150Ｃ掘進機機載錨桿鉆機掘進及鉆錨位置兩級液壓伸縮鉆臂系統(tǒng)是一套由液壓缸驅(qū)動的伸縮裝置，考慮到空間布置，采納二級伸縮來實現(xiàn)錨桿鉆機的前后移動.伸縮裝置安裝在掘進機截割部的兩側(cè),采納同步液壓缸進行驅(qū)動。在前配套的伸縮過程中，考慮到掘進機鏟頭的空間位置會和錨桿鉆機相干涉，同時為了避開影響鉆機前移時操作人員的視線，整個EBZ-１50Ａ掘進機前配套的二級伸縮采納傾斜設(shè)計。該設(shè)計可以使錨桿鉆機向上傾斜肯定角度，使其避過掘進機鏟頭，如圖３-2所示。圖3－2ＥBZ—１5０C掘進機機載錨桿鉆機傾斜設(shè)計3．2ＥＢZ－１50掘進機前配套立體錨鉆系統(tǒng)如圖３-3所示,EBZ-１５0掘進機前配套位于前端.在前端設(shè)有上下臨時頂板支撐，實現(xiàn)錨桿鉆機的穩(wěn)定。錨桿鉆機設(shè)計為左右各一個，這樣便利進行頂板和側(cè)幫的打錨桿作業(yè)。圖3—3EBZ-１５0C掘進機前配套布置圖兩組錨桿鉆機都具有橫向軌道，可實現(xiàn)打錨桿時橫向移動。同時，該滑軌還可以在側(cè)幫打錨桿時調(diào)節(jié)錨桿鉆機與側(cè)幫的距離.兩組錨桿鉆機各有一套獨立的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，可使鉆機前后翻轉(zhuǎn)，這個功能在打低幫錨桿時格外有效，能完成距底板6０0MＭ幫錨桿的打設(shè)，真正實現(xiàn)全錨支護。左右錨桿鉆機有兩組掌握閥單獨掌握，操作工人可單獨進行操作，操作閥安裝在掘進機機身兩側(cè),操作人員可站在兩幫同時作業(yè).３。３EBZ-150掘進機前配套臨時支護系統(tǒng)在掘進支護作業(yè)過程中,快速牢靠的臨時支護是保證整個永久支護作業(yè)平安進行的基礎(chǔ)和前提。如圖3－3所示，ＥBＺ-１5０掘進機前配套系統(tǒng)的頂板支撐和底板支撐分別由2個液壓油缸撐柱組成，四個支撐圓盤采納球形連接的方式與油缸活塞桿連為一體，保證了與頂?shù)装宓某浞纸佑|。經(jīng)實測,該頂板支撐能夠承受30T以上的工作壓力,充分保障了臨時支護的牢靠，液壓伸縮方式也使得支撐快速高效，整個臨時支護系統(tǒng)能夠快速牢靠的完成臨時支護作業(yè)。4使用效果4.1使用巷道情況ＢＺ150掘進機前配套在我礦6２07運巷進行了工業(yè)性試驗，斷面采納目前國內(nèi)大斷面設(shè)計5×3.5m全錨網(wǎng)支護。4.1.1頂板支護錨桿長度為2。４m，錨桿間排距為1150×1０0０mm,每排采納φ２2的高強左旋無縱筋螺紋鋼錨桿5根，樹脂藥卷加長錨固.巷道頂板采納錨索加強支護，每3排錨桿打一排２根錨索，錨索參數(shù)為φ17.8mm×8300mｍ.4.1.２兩幫支護錨桿長度2000ｍm，錨桿間排距為900×１０00mｍ，每排采納φ22的高強度左旋無縱筋螺紋鋼錨桿8根，左右?guī)透?根,兩幫均鋪設(shè)金屬網(wǎng)和兩根φ14mm長３3０0ｍm圓鋼焊制的鋼筋梯子梁.４．2工業(yè)性試驗效果在工業(yè)性試驗期間,最高日進尺達26m，平均日進尺達21m,最高月進尺達618m;相對于人工單體錨桿作業(yè)來說,工作面用人由原來的每班10人削減到６人,每班削減4人,進尺由原來的10ｍ/天提高到21m／天，平均掘進工效由0。4m/工提高到1。2m/工，同時工人的勞動強度大大降低，平安系數(shù)也得到進一步的提高。５前配套錨桿鉆臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點研制的新型懸臂式掘進機前配套掘錨系統(tǒng),是對EＢＺ-15０掘進機進行的前端改造。使其可以完成掘錨聯(lián)合作業(yè)，使掘進機能與錨護操作并行作業(yè),完成頂板和側(cè)幫的錨鉆工作。與目前大多數(shù)掘進機機載錨桿機的設(shè)計思路有所不同,新型伸縮式立體掘進機前配套掘錨系統(tǒng)具有如下特點:１)在前配套和掘進機的空間布置上，采納二級液壓伸縮裝置使其互不干擾又能相互協(xié)作工作，完成掘錨作業(yè)。該布置模式,可以將前配套安裝在掘進機上，使其與掘進機共同進退,無需再設(shè)計獨立的行走裝置;同時,在需要進行錨鉆作業(yè)時,伸縮裝置又能將前配套伸至掘進機前端進行作業(yè).2）在錨鉆設(shè)計上,將前配套設(shè)計成多自由度立體模式，以充分適應(yīng)巷道環(huán)境,兩個錨桿鉆機能進行水平橫移和旋轉(zhuǎn)傾斜，可進行頂板和側(cè)幫的錨桿、錨索支護作業(yè).3）前配套臨時支撐系統(tǒng)采納四個液壓缸體支撐，每個鉆臂還有自身的臨時支護，這樣打造的四點一面支護系統(tǒng)可承受的工作壓力大，臨時支護快速牢靠。4)鉆機扭矩大,鉆進速度快，可滿意不同煤巖硬度下的支護需求。5）前配套鉆臂系統(tǒng)以１5０掘進機的變量液壓系統(tǒng)為動力源，動力輸出有保證，且整機的各種工作模式下,液壓系統(tǒng)的油溫可以得到有效掌握.6結(jié)束語王莊煤礦在EBZ150掘進機前配套掘錨機組上所進行的新的實踐和應(yīng)用,是對我國目前采掘技術(shù)改進所進行的大膽嘗試,為研制真正適應(yīng)當(dāng)前中國多數(shù)地區(qū)煤巷