簡(jiǎn)述興云煤礦綜掘機(jī)的探索與應(yīng)用

楊世貴

（云南省興云煤礦，云南 曲靖 655501）

由于綜掘機(jī)重量大、外型尺寸大，如何使綜掘機(jī)適應(yīng)煤層賦存復(fù)雜、常需轉(zhuǎn)彎、掉向、底軟下陷等實(shí)際，達(dá)到既簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)、減少設(shè)備臺(tái)件、減少作業(yè)場(chǎng)所塵毒危害、減少綜掘機(jī)拆運(yùn)、安裝、調(diào)試，又發(fā)揮綜掘機(jī)的效能，達(dá)到安全高效的目的，云南省興云煤礦通過(guò)近2年多的綜掘機(jī)探索應(yīng)用，已達(dá)到預(yù)期目的。文章著重將綜掘機(jī)探索應(yīng)用中幾方面的經(jīng)驗(yàn)作介紹，供兄弟單位參考。

1 綜掘機(jī)的探索應(yīng)用

1.1 合理布置設(shè)施實(shí)現(xiàn)綜掘機(jī)掘進(jìn)迎頭有效供風(fēng)

煤礦安全生產(chǎn)是煤礦一切生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的基礎(chǔ)，是煤礦發(fā)展永恒的主題，是實(shí)現(xiàn)以人為本的基本手段。要使“以人為本，安全第一”的安全理念深入人心，并落實(shí)在我們實(shí)際工作中，是一項(xiàng)長(zhǎng)期亟待解決的問(wèn)題。

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第468、469條和第738條之規(guī)定，風(fēng)筒、風(fēng)水管路、運(yùn)輸設(shè)備的鋪設(shè)不能與電纜鋪設(shè)吊掛巷道同側(cè)；煤礦企業(yè)必須加強(qiáng)職業(yè)危害的防治與管理，做好作業(yè)場(chǎng)所的職業(yè)衛(wèi)生和勞動(dòng)保護(hù)工作，要采取有效措施控制塵、毒危害，保證作業(yè)場(chǎng)所空氣中粉塵濃度符合國(guó)家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

我礦結(jié)合綜掘機(jī)設(shè)計(jì)的外型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，電氣系統(tǒng)的控制箱和操作司機(jī)的操作座位布置在左邊，應(yīng)用綜掘機(jī)施工巷道時(shí)不管沿什么方向前進(jìn)和后退，電氣系統(tǒng)的控制箱及操作司機(jī)永遠(yuǎn)都座在綜掘機(jī)左邊，而操作司機(jī)在井下生產(chǎn)過(guò)程中必須在保證安全的前提下從事作業(yè)，才能保質(zhì)保量完成安全生產(chǎn)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)“以人為本、安全第一”。所以，針對(duì)綜掘機(jī)操作司機(jī)座在綜掘機(jī)左邊實(shí)際，綜掘機(jī)掘進(jìn)迎頭供風(fēng)風(fēng)筒、風(fēng)水管路、運(yùn)輸設(shè)備必須沿巷道左側(cè)鋪設(shè)，電纜必須沿巷道右側(cè)吊掛鋪設(shè)。綜掘機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，設(shè)計(jì)時(shí)雖然有內(nèi)外噴霧降塵系統(tǒng)，但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中還是不能全部捕降生產(chǎn)性粉塵。首先要確保不能有大量粉塵影響司機(jī)視線，讓司機(jī)能看清作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)（迎頭）的情況，這樣才能在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)隱患、排除隱患實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。其次，必須做到不能有迎面風(fēng)流將粉塵吹向司機(jī)。如司機(jī)吸入大量粉塵會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生直接的危害，也難以落實(shí)以人為本。所以，綜掘機(jī)掘進(jìn)迎頭供風(fēng)風(fēng)筒必須布置在左邊與操作司機(jī)同側(cè)，這樣風(fēng)筒出風(fēng)口的風(fēng)從左邊吹到迎頭順右邊靠負(fù)壓經(jīng)巷道帶走掘進(jìn)過(guò)程中生產(chǎn)性粉塵。

1.2 綜掘機(jī)巷道施工中防止下陷和防塵

綜掘機(jī)原噴霧系統(tǒng)屬于閉式循環(huán)系統(tǒng)。綜掘機(jī)工作過(guò)程中的噴霧水是經(jīng)過(guò)綜掘機(jī)截割部噴出后才能冷卻電機(jī)和油溫，如果長(zhǎng)期開(kāi)啟噴霧系統(tǒng)會(huì)造成巷道積水，致使底板變軟、底滑，從而導(dǎo)致綜掘機(jī)行走部下陷和前進(jìn)后退行走難。如果不開(kāi)啟噴霧系統(tǒng)，雖然可以解決下陷問(wèn)題，但冷卻水不能循環(huán)，而導(dǎo)致電機(jī)及油溫過(guò)高，影響綜掘機(jī)性能，導(dǎo)致大量粉塵得不到抑制，影響職工健康。對(duì)此，我們對(duì)綜掘機(jī)的噴霧系統(tǒng)進(jìn)行改造，把原來(lái)的閉式水冷卻循環(huán)系統(tǒng)改成開(kāi)啟式系統(tǒng)，噴霧系統(tǒng)的冷卻水通過(guò)管路引排入水倉(cāng)而不流入現(xiàn)場(chǎng)（迎頭）巷道，既保證綜掘機(jī)工作過(guò)程中的噴霧和噴霧水壓的供給正常，又解決了巷道積水綜掘機(jī)下陷和前進(jìn)后退行走難的問(wèn)題，還有利于呼吸性粉塵的沉降、抑制粉塵的生成和切割火花的產(chǎn)生，除此之外，還使噴霧系統(tǒng)中的各裝置工作狀況得到改善，延長(zhǎng)壽命，使整個(gè)噴霧系統(tǒng)工作的可靠性得到提高，還可利用綜掘機(jī)來(lái)臥底、鏟浮煤比改造前更加方便快捷，無(wú)需再用人工鏟，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，

1.3 綜掘機(jī)施工巷道轉(zhuǎn)彎探索應(yīng)用

由于我礦煤層賦存復(fù)雜、斷層多，壓力大、綜掘機(jī)施工巷道時(shí)常需轉(zhuǎn)彎、掉向。加之，綜掘機(jī)自身機(jī)身長(zhǎng)、外形尺寸大，掘進(jìn)轉(zhuǎn)彎時(shí)不論是左轉(zhuǎn)彎還是右轉(zhuǎn)彎都受轉(zhuǎn)彎半徑、轉(zhuǎn)彎角度的限制，而且還要充分考慮施工安全、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)備鋪設(shè)等因素，如果掘進(jìn)出的巷道斷面較大，就會(huì)導(dǎo)致支護(hù)難、壓力大、維修難等不利因素，會(huì)對(duì)人身安全造成威脅。所以，綜掘機(jī)巷道設(shè)計(jì)、施工轉(zhuǎn)彎時(shí)，如何縮小綜掘轉(zhuǎn)彎半徑，增大轉(zhuǎn)彎角度，達(dá)到縮小掘進(jìn)支護(hù)面積、縮短轉(zhuǎn)彎長(zhǎng)度、減少設(shè)備臺(tái)件，滿足運(yùn)輸設(shè)備的鋪設(shè)，巷道轉(zhuǎn)彎是綜掘機(jī)施工過(guò)程中的一大難題。

1.3.1 綜掘機(jī)相關(guān)參數(shù)選定

根據(jù)綜掘機(jī)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)得知，EBZ132CZ綜掘機(jī)外形尺寸長(zhǎng)9530mm×寬2600mm×高1550mm，EBZ160綜掘機(jī)外型尺寸長(zhǎng)10 100mm×寬3000mm×高1810mm；綜掘機(jī)的最小轉(zhuǎn)彎半徑不得低于 12 000mm。我礦在綜掘機(jī)探索、應(yīng)用過(guò)程中，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)：EBZ132CZ鏟板收縮后至一運(yùn)溜子機(jī)頭最小尺寸長(zhǎng)為7000mm，寬度2600mm（鏟板為綜掘機(jī)最寬部分），高1550mm（為綜掘機(jī)機(jī)身高度）；EBZ160鏟板收縮后至一運(yùn)溜子機(jī)頭最小尺寸長(zhǎng)為7100mm，寬度3000mm（鏟板為綜掘機(jī)最寬部分），高1810mm（為綜掘機(jī)機(jī)身高度）；鏟板寬、機(jī)身高對(duì)轉(zhuǎn)向?qū)嶋H均無(wú)太大影響。因此，減小轉(zhuǎn)彎半徑、增大轉(zhuǎn)彎角度、縮短轉(zhuǎn)彎（機(jī)身）長(zhǎng)度，是轉(zhuǎn)彎中要采取的主要方法。

1.3.2 綜掘機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑和轉(zhuǎn)彎角度選定

根據(jù)綜掘機(jī)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)得知，綜掘機(jī)的最小轉(zhuǎn)彎半徑不得低于12 000mm。如果采用該轉(zhuǎn)彎半徑用于直角（90度）巷道轉(zhuǎn)彎施工時(shí)，彎道最大支護(hù)尺寸達(dá)9316mm（最大支護(hù)尺寸：掘進(jìn)巷道時(shí)的內(nèi)彎巷幫至巷道轉(zhuǎn)角距離），轉(zhuǎn)彎半徑過(guò)大、轉(zhuǎn)角過(guò)小都會(huì)造成掘進(jìn)時(shí)懸頂面積過(guò)大，導(dǎo)致施工不安全，同時(shí)支護(hù)、維修困難，材料消耗大等不利因素。

由圖1轉(zhuǎn)彎半徑、角度的選擇比較可以看出，如果選擇轉(zhuǎn)彎半徑9000mm，用于直角（90度）巷道轉(zhuǎn)彎施工時(shí)，彎道最大支護(hù)尺寸達(dá)8074mm；用于銳角（80度）巷道轉(zhuǎn)彎施工時(shí)，彎道最大支護(hù)尺寸達(dá)9602mm；用于鈍角（100度）巷道轉(zhuǎn)彎施工時(shí)，彎道最大支護(hù)尺寸達(dá)6430mm。如果考慮再縮小轉(zhuǎn)彎半徑，由于受機(jī)身長(zhǎng)度（EBZ132CZ長(zhǎng)7000mm、EBZ160長(zhǎng)7100 mm）的限制，轉(zhuǎn)彎半徑過(guò)小容易造成綜掘機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)活動(dòng)空間狹小、后尾會(huì)刮蹭巷幫，前進(jìn)、后退困難，不便于安全施工。所以，在轉(zhuǎn)彎半徑確定的情況下，兩巷夾角越大，轉(zhuǎn)彎長(zhǎng)度越短，支護(hù)斷面越小，且便于安全施工；兩巷夾角越小，轉(zhuǎn)彎長(zhǎng)度越長(zhǎng)，支護(hù)斷面越大，且不便于安全施工。因此，在綜掘巷道設(shè)計(jì)、施工時(shí)我礦大多采用最小9000mm轉(zhuǎn)彎半徑、直角（90°）及大于90°轉(zhuǎn)彎，但相對(duì)來(lái)說(shuō)直角（90°）轉(zhuǎn)彎施工相對(duì)比較難。

1.3.3 綜掘機(jī)轉(zhuǎn)彎方法和轉(zhuǎn)彎施工

巷道轉(zhuǎn)彎分左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎。在巷道施工前要進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，綜掘機(jī)巷道的設(shè)計(jì)、施工要盡量采用左轉(zhuǎn)彎。因?yàn)?，轉(zhuǎn)彎巷道最小半徑弧線（巷道邊）是綜掘機(jī)最難施工處，而綜掘機(jī)操作司機(jī)的座位在左邊，左轉(zhuǎn)彎巷道最小半徑內(nèi)弧線（巷道邊）在左邊，操作司機(jī)能看清最小半徑內(nèi)弧線（巷道邊），施工時(shí)司機(jī)對(duì)迎頭和巷道左邊一目了然，施工時(shí)相對(duì)容易多。而右轉(zhuǎn)彎巷道的最小半徑內(nèi)弧線（巷道邊）在右邊，操作司機(jī)施工時(shí)視線受阻，只能依靠輔助人員指揮或需要站起來(lái)獲得視線，但巷道高度是固定的，這種做法對(duì)人身安全造成威脅，所以，巷道的設(shè)計(jì)、施工盡量采用左轉(zhuǎn)彎方法。

根據(jù)綜掘機(jī)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)和相關(guān)資料，綜掘機(jī)是采用常規(guī)圓弧轉(zhuǎn)彎方法掘進(jìn)，這種施工方法，轉(zhuǎn)彎長(zhǎng)度較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)彎起點(diǎn)至終點(diǎn)弦線長(zhǎng)至少要增一臺(tái)過(guò)渡運(yùn)輸設(shè)備，轉(zhuǎn)彎處軌道還無(wú)法鋪設(shè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)軌合一，在巷道施工中無(wú)法運(yùn)送料和設(shè)備，無(wú)法減少運(yùn)輸設(shè)備臺(tái)件。所以，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)綜掘機(jī)不斷摸索應(yīng)用，并結(jié)合以往炮掘轉(zhuǎn)彎實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，我礦在綜掘機(jī)巷道設(shè)計(jì)、施工時(shí)，左轉(zhuǎn)彎巷道按設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)彎半徑采用右邊沿外切線（為巷道邊）直接推進(jìn)轉(zhuǎn)彎，左邊按內(nèi)半徑弧線轉(zhuǎn)彎（圖2）或模型模擬法轉(zhuǎn)彎（圖3），來(lái)滿足運(yùn)輸設(shè)備的鋪設(shè)搭接、軌道鋪設(shè)和減少設(shè)備臺(tái)件的目的，反之為右轉(zhuǎn)彎。

模型模擬轉(zhuǎn)彎方法（如圖3），即：在CAD上根據(jù)巷道和綜掘機(jī)參數(shù)制作模型模擬轉(zhuǎn)彎，通過(guò)演示來(lái)確定巷道轉(zhuǎn)彎的相關(guān)數(shù)據(jù)，在模擬演示中，距離巷幫預(yù)留300mm富裕系數(shù)，以保證綜掘機(jī)后尾不刮蹭巷幫。在綜掘機(jī)行走截割時(shí)，支護(hù)緊跟迎頭，按綜掘機(jī)每前行3000mm時(shí)綜掘機(jī)的擺幅來(lái)決定下一循環(huán)截割范圍，截割至彎道變急段時(shí)，可適當(dāng)縮短行走步距，減少綜掘機(jī)退、擺次數(shù)，具體選擇截割行走步距可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際而定，以此類推，直至轉(zhuǎn)至下一條設(shè)計(jì)巷道為止。

2 煤礦綜掘機(jī)的探索應(yīng)用效果

根據(jù)國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)采掘機(jī)械化升級(jí)的要求，針對(duì)煤層賦存復(fù)雜、斷層多、壓力大、掘進(jìn)效率較低的狀況，我礦引進(jìn)使用EBZ132CZ型窄機(jī)身半煤巖綜掘機(jī)和EBZ160標(biāo)準(zhǔn)型綜掘機(jī)取代了大部份炮掘施工。通過(guò)近兩年綜掘機(jī)的探索應(yīng)用，沒(méi)有出現(xiàn)大的故障，電機(jī)也無(wú)燒毀現(xiàn)象，順利完成71701、90911運(yùn)輸巷、71703、91713材料巷等巷道掘進(jìn)約8000m，升井檢修又投入71801材料巷、71701材料巷等使用。采用三八制（8小時(shí)）早、中兩班生產(chǎn)，在掘進(jìn)半煤巷10．4m2以上的斷面，采用樹(shù)脂錨桿和錨索、網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，平均掘進(jìn)進(jìn)尺為268m／月，采用礦工鋼支護(hù)，平均掘進(jìn)進(jìn)尺為253m／月，充分發(fā)揮綜掘機(jī)的效能，逐步提升了單進(jìn)水平，確保安全清潔生產(chǎn)，與省內(nèi)同類煤礦相比已較為領(lǐng)先，但同國(guó)內(nèi)相比還有一定的距離。加之，隨著采掘機(jī)械化升級(jí)的要求，綜采投入使用，采用炮掘速度已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的綜采回采速度需求，要提高掘進(jìn)進(jìn)尺一般方法是增加掘進(jìn)頭和作業(yè)人員，但受風(fēng)量及各方面條件限制，有時(shí)有掘進(jìn)頭不能施工的現(xiàn)象，往往出現(xiàn)人員相對(duì)富裕。根據(jù)安全生產(chǎn)中人、機(jī)、環(huán)要素，人是安全生產(chǎn)中最不安全的因素。所以，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，必須繼續(xù)探索應(yīng)用和引用綜掘機(jī)，充分發(fā)揮綜掘機(jī)的優(yōu)勢(shì)，來(lái)提升掘進(jìn)速度，確保采掘關(guān)系平衡，實(shí)現(xiàn)減員增效、縮頭減面、高產(chǎn)高效目標(biāo)，保證原煤產(chǎn)量和職工收入的增長(zhǎng)。

3 綜掘機(jī)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況

EBZ132CZ和EBZ160綜掘機(jī)及其他類型綜掘機(jī)在國(guó)內(nèi)各煤礦已經(jīng)廣泛應(yīng)用，并取得很好效果和經(jīng)濟(jì)效益。從各煤礦的應(yīng)用情況可以看出，截割斷面在9.6m2時(shí)，平均掘進(jìn)進(jìn)尺在250m/月，最高可達(dá)290m/月。例如，新汶礦業(yè)集團(tuán)翟鎮(zhèn)礦 10．4m2的斷面，掘進(jìn)進(jìn)尺為262m／月；重慶煤炭集團(tuán)打通一礦 9.62m2的斷面，掘進(jìn)進(jìn)尺為290m／月；重慶煤炭集團(tuán)南桐礦 9.6m2的斷面，掘進(jìn)進(jìn)尺為267m／月；山西武鄉(xiāng)陽(yáng)迪礦 10.64m2的斷面，掘進(jìn)進(jìn)尺為267m／月。從上述各煤礦的綜掘掘進(jìn)速度看，云南省興云煤礦處于中間狀態(tài)。

綜掘機(jī)技術(shù)參數(shù)如下：

3.1 EBZ132CZ綜掘機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

外型尺寸：長(zhǎng) 9530mm、寬 2600mm、高1550mm；

截割頭臥底量：275mm；

重量：40t；

截割部伸縮量：500mm；

截割硬度 ：f＜7 ；

行走速度：0—7m／min；

總功率：214．5kW；

裝運(yùn)能力：3.2m3／min；

截割電機(jī)功率：132／75kW；

爬坡能力：±18。；

截割部轉(zhuǎn)速：47／23．5rpm；

供電電壓：1140V/660V；現(xiàn)供電電壓為1140V。

3.2 EBZ160綜掘機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

外型尺寸：長(zhǎng)10100mm、寬3000mm、高1810mm；

截割頭臥底量：300mm；

重量：48t；

截割部伸縮量：550mm；

截割硬度 ：f＜8 ；

行走速度：0—7m／min

總功率：246kW；

裝運(yùn)能力 ：3.5 m3／ min ；

截割電機(jī)功率：160／100kW；

爬坡能力：±18。；

截割部轉(zhuǎn)速：46／23rpm；

供電電壓：1140V/660V，現(xiàn)供電電壓為1140V。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)近兩年對(duì)EBZ132CZ、 EBZ160綜掘機(jī)的探索應(yīng)用和改進(jìn)實(shí)踐證明，我礦的綜掘機(jī)使用是成功的，沒(méi)有出現(xiàn)大的故障，且綜掘機(jī)各系統(tǒng)工作狀況良好、可靠，除用于半煤巖巷道掘進(jìn)外，還用于部份截割硬度f(wàn)＞8的全巖巷道掘進(jìn)，充分發(fā)揮了綜掘機(jī)的效能，提升了機(jī)械化裝備和單進(jìn)水平，確保采掘接替正常和達(dá)到行業(yè)要求，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。當(dāng)然，我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)操作、日常維護(hù)、保養(yǎng)過(guò)程中仍存在不足，仍需繼續(xù)加以重視和改進(jìn)。