快速掘進(jìn)技術(shù)裝備應(yīng)用

范　光　趙　津　王永軍

（1.北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司，北京 100013；2.太原理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，太原 030024；3.中國(guó)神華神東煤炭集團(tuán)公司，榆林 719315）

快速掘進(jìn)技術(shù)裝備應(yīng)用

范光1趙津2王永軍3

（1.北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司，北京 100013；2.太原理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，太原 030024；3.中國(guó)神華神東煤炭集團(tuán)公司，榆林 719315）

傳統(tǒng)巷道掘進(jìn)工藝掘、錨不平衡，掘進(jìn)速度相對(duì)較快，而錨護(hù)作業(yè)占用了過(guò)多的工時(shí)，導(dǎo)致掘進(jìn)效率低。神東礦區(qū)提出研發(fā)“高效全斷面掘進(jìn)機(jī)及配套設(shè)備”，以改進(jìn)現(xiàn)有的掘進(jìn)工藝系統(tǒng)，提高巷道掘進(jìn)效率。

快速掘進(jìn)技術(shù) 巷道掘進(jìn)工藝 錨護(hù)作業(yè) 八臂錨桿機(jī) 邁步式自移機(jī)尾

1　引言

采、掘關(guān)系是煤礦生產(chǎn)建設(shè)中的基本矛盾之一。掘進(jìn)效率低，采、掘比例失調(diào)，成為制約我國(guó)煤礦高產(chǎn)高效的主要因素。掘進(jìn)效率低的主要矛盾在于掘、錨不平衡，割煤時(shí)間占17%～34%，錨護(hù)時(shí)間占50%～67%，掘進(jìn)速度相對(duì)較快，而錨護(hù)作業(yè)占用了過(guò)多的工時(shí)。發(fā)展掘、錨平行作業(yè)工藝，提高錨護(hù)作業(yè)效率，是解決問(wèn)題的根本所在。

2　快速掘進(jìn)系統(tǒng)設(shè)備

神東公司提出研發(fā)“高效全斷面掘進(jìn)機(jī)及配套設(shè)備”，改革現(xiàn)有掘進(jìn)工藝系統(tǒng)，提高巷道掘進(jìn)效率，減少礦井掘進(jìn)隊(duì)伍數(shù)量，實(shí)現(xiàn)減員提效[1]。該快速掘進(jìn)裝備總體配套[2]，如圖1所示。

圖1　快速掘進(jìn)裝備總體配套圖

掘錨機(jī)組是適用于高產(chǎn)高效礦井的煤巷快速掘進(jìn)龍頭設(shè)備[3-4]，能同步進(jìn)行巷道掘進(jìn)和錨桿支護(hù)，代表著煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的主要發(fā)展方向。掘錨機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和主要技術(shù)參數(shù)分別如圖2、表1所示。

圖2　JM300型掘錨機(jī)簡(jiǎn)圖

表1　JM300型掘錨機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

八臂錨桿鉆車是高效快速掘進(jìn)裝備中起巷道錨護(hù)的核心設(shè)備。它與掘錨機(jī)的錨護(hù)功能形成互補(bǔ)，可以根據(jù)頂板條件獨(dú)立完成全部頂板支護(hù)。八臂錨桿機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和主要技術(shù)參數(shù)分別如圖3、表2所示。

圖3　八臂錨桿鉆車簡(jiǎn)圖

表2　八臂錨桿鉆車主要技術(shù)參數(shù)

兩臂錨桿鉆車配置2個(gè)鉆架，可同時(shí)作業(yè)，兼顧頂板、側(cè)幫。圖4是錨桿鉆車的簡(jiǎn)圖，表3為其主要技術(shù)參數(shù)。

圖4　兩臂錨桿鉆車簡(jiǎn)圖

表3　兩臂錨桿鉆車主要技術(shù)參數(shù)

皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)將掘錨機(jī)截割下的物料轉(zhuǎn)運(yùn)到順槽皮帶，中間設(shè)置自適應(yīng)調(diào)平、調(diào)偏機(jī)構(gòu)，提高其剛性和適應(yīng)性，保持自適應(yīng)皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的基本水平。圖5為皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)簡(jiǎn)圖，表4為其主要技術(shù)參數(shù)。履帶式自移機(jī)尾是自適應(yīng)皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)末端的轉(zhuǎn)載設(shè)備。搭接部分、移動(dòng)小車和轉(zhuǎn)載料斗具有1.5m的行程。圖6為履帶自移機(jī)尾簡(jiǎn)圖，表5為其主要技術(shù)參數(shù)。

圖5　皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)簡(jiǎn)圖

表4　皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

圖6　履帶式自移機(jī)尾簡(jiǎn)圖

表5　履帶式自移機(jī)尾主要技術(shù)參數(shù)

邁步式自移機(jī)尾位于可伸縮膠帶機(jī)末端。邁步式自移機(jī)尾結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和主要技術(shù)參數(shù)分別如圖7、表6所示。

圖7　邁步式自移機(jī)尾位簡(jiǎn)圖

表6　邁步式自移機(jī)尾位主要技術(shù)參數(shù)

3　快速掘進(jìn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)

（1）掘、錨平行作業(yè)。掘錨機(jī)、八臂錨桿鉆車、兩臂錨桿鉆車分步完成全部錨護(hù)工作，釋放了掘

錨機(jī)截割能力，提高了掘進(jìn)速度。

（2）連續(xù)運(yùn)輸。掘錨機(jī)+皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)+履帶式自移機(jī)尾+邁步式自移機(jī)尾，保證了錨護(hù)作業(yè)及移機(jī)過(guò)程中運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性。

4　結(jié)論

由掘錨機(jī)、八臂錨桿機(jī)、可彎曲皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)、邁步式自移機(jī)尾和兩臂錨桿機(jī)組成的快速掘進(jìn)系統(tǒng)，有效解決了巷道掘進(jìn)工藝中掘、錨不平衡的矛盾。

[1]羅文.快速掘進(jìn)系統(tǒng)在大柳塔煤礦的應(yīng)用[J].神華科技，2013，（5）：23-26.

[2]汪騰蛟.新型高效單巷快速掘進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用及改進(jìn)技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2015，（5）：121-124.

[3]趙宏偉.我國(guó)煤礦巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2012，（1）：5-7.

[4]李恩龍，溫保崗.我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)[J].煤礦機(jī)械，2013，（5）：4-7.

[5]牛建春，盧全體，高明仕，等.大斷面巖巷機(jī)械化作業(yè)線快速掘進(jìn)技術(shù)[J].煤礦安全，2014，（11）：125-128.

[6]馬長(zhǎng)樂(lè)，袁龍飛，張羽，等.大斷面煤巷快速掘進(jìn)施工工藝[J].煤礦安全，2013，（5）：98-100.

[7]郭文孝.交叉邁步式快速掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)支架組的研究[J].煤礦機(jī)械，2014，（S2）：142-146.

[8]杜啟軍，趙啟峰，楊壯，等.復(fù)雜地質(zhì)條件下大斷面煤巷快速掘進(jìn)研究與實(shí)踐[J].煤炭工程，2013，（6）：76-79.

[9]張慶磊，陳宏彬，彭小亞.煤巷快速掘進(jìn)方法的研究與應(yīng)用[J].中州煤炭，2014，（12）：23-25.

[10]朱現(xiàn)磊，楊仁樹，宮全紅.大斷面煤巷快速掘進(jìn)影響因素及技術(shù)優(yōu)化[J].煤炭工程，2015，（7）：43-45.

Equipment Development and Application of Shengdong Mining Area's Rapid Excavation Technology

FAN Guang1,ZHAO Jin2,WANG Yong-jun3
(1.Beijing Tiandi-Marco Electro Hydraulic Control System Company Ltd.,Beiing 100013;2.College of Mechanical Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024; 3.C hina Shenhua Shendong Mine Group Corporation Ltd., Yulin 719315)

The excavating and anchor is i mbalanced in In traditional roadway drivage technology. T he excavating s peed is relatively qu ick, but the an chor work takes up too much time, leading to the low excavation efficiency. In view of this situation, Shengdong mining area is putting forward to develop efficient full face tunnel boring machine and corollary equipment.To improve the existing excavation process and the roadway drivage efficiency.

rapid excavation technology, roadway drivage technology, anchor work, eight arms anchor machine, step type powered tail