大坡度掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)研究與應(yīng)用

摘 要：為提高巷道下山掘進(jìn)速度，降低因放炮對(duì)巷道頂幫的破壞，淮北礦業(yè)渦北煤礦北四皮帶行人下山巷道采用了EBZ-260B懸臂式綜掘機(jī)施工，使礦井巷道掘進(jìn)速度大幅度提高，減少了因放炮造成的事故隱患，杜絕了放炮事故，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度及掘進(jìn)成本，實(shí)現(xiàn)了礦井安全高效生產(chǎn)。

本文從北四皮帶行人下山巷道概況、EBZ-260B懸臂式掘進(jìn)機(jī)技術(shù)參數(shù)及使用過(guò)程中碰到的問(wèn)題和解決方法等方面，研究綜掘機(jī)在大坡度下山巷道掘進(jìn)過(guò)程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：綜掘機(jī)；大坡度；研究；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TD421.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）27-0239-01

1 工程及地質(zhì)概況

北四皮帶行人下山設(shè)計(jì)長(zhǎng)度688.32m，設(shè)計(jì)17.5°傾角施工，半圓拱斷面，巷道凈寬5.2m，凈高4.1m，凈斷面18.4m2，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，地面標(biāo)高30.2～30.9m，工作面標(biāo)高-764～-993m，該掘進(jìn)巷道巖性主要為泥巖、粉砂巖，施工中可能先后揭露4條斷層及6煤組，62、63煤厚度平均約為0.4m，該巷道水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，主要充水源為煤系地層砂巖裂隙水，富水性弱，施工條件較好。

2 EBZ-260B綜掘機(jī)總體結(jié)構(gòu)及操作步驟

該掘進(jìn)機(jī)由截割部、鏟板部、第一運(yùn)輸機(jī)、本體部、行走部、后支撐、護(hù)板部、集中潤(rùn)滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等部分組成，輸入電壓為1140v，整機(jī)功率為486kW，截割電機(jī)功率為260kW，整機(jī)質(zhì)量為80t，外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高=10800×3200×1850mm），截割硬度不大于90MPa，要求環(huán)境溫度為-5～-40℃，最大掘進(jìn)坡度±20°。

操作步驟：①送電，啟動(dòng)油泵電機(jī)，同時(shí)啟動(dòng)鏟板部星輪與第一運(yùn)輸機(jī)；②調(diào)節(jié)截割部的位置使之水平并處于機(jī)器中心，啟動(dòng)截割電機(jī)；③開(kāi)動(dòng)履帶行走機(jī)構(gòu)，使機(jī)器緩慢前移，將截割頭逐漸插入巖石（深度300～400mm）；④利用掘進(jìn)機(jī)截割部上下左右移動(dòng)，以及行走功能，使截割頭掃過(guò)整個(gè)巷道斷面，如果截割斷面與實(shí)際所需要的形狀和尺寸有一定的差別，可進(jìn)行二次修整，以達(dá)到斷面尺寸要求。

3 工藝流程

（1）截割順序及質(zhì)量要求。

綜掘機(jī)截割前先在迎頭端面上用紅漆按照設(shè)計(jì)尺寸畫(huà)出巷道輪廓線(xiàn)，綜掘機(jī)切割順序?yàn)椋河上孪蛏享樞颍戎虚g后四周的原則截割，最后刷幫成型，嚴(yán)格按照中、腰線(xiàn)施工，施工時(shí)加強(qiáng)中腰線(xiàn)管理。

（2）工藝流程：?jiǎn)?dòng)→截割（同時(shí)收料）→退機(jī)→敲幫問(wèn)頂→臨時(shí)支護(hù)→永久支護(hù)。

①操作人員必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，持證上崗。

②開(kāi)機(jī)前必須對(duì)施工環(huán)境及設(shè)備狀況進(jìn)行安全確認(rèn)。

③嚴(yán)禁超負(fù)荷作業(yè)，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停機(jī)檢查，處理好故障后再開(kāi)機(jī)。

④液壓手柄緩慢推動(dòng)，經(jīng)過(guò)中位要有間歇停頓。

⑤啟動(dòng)或停止電機(jī)時(shí)，要完全徹底避免緩慢微動(dòng)，當(dāng)確認(rèn)安全后再啟動(dòng)截割頭，截割電機(jī)啟動(dòng)前，應(yīng)先打開(kāi)內(nèi)噴霧，以防噴霧堵塞。

⑥星輪轉(zhuǎn)動(dòng)出矸時(shí)要控制鏟板的抬升高度，行走時(shí)鏟板要抬起，防止鏟板受力擠壓變形，大塊矸石必須破碎后利用綜掘機(jī)排矸至膠帶輸送機(jī)上。

⑦截割硬巖時(shí)，不能強(qiáng)行截割，應(yīng)從巖石構(gòu)造處開(kāi)始截割。在軟底板上操作時(shí)應(yīng)在履帶下墊自制工字鋼鏈，加強(qiáng)行走能力。綜掘機(jī)作業(yè)時(shí)，設(shè)專(zhuān)人看護(hù)電纜，防止掘進(jìn)機(jī)壓斷電源線(xiàn)，截割時(shí)嚴(yán)禁向前行走，以免增大截割負(fù)荷損壞截割電機(jī)和截割臂。

⑧停止作業(yè)時(shí)，將鏟板落地，落下截割頭，停電閉鎖，用護(hù)罩蓋住截割頭，確保迎頭施工安全。

4 矸石運(yùn)輸

使用與掘進(jìn)機(jī)配套的大傾角膠帶輸送機(jī)，通過(guò)矸石倉(cāng)放矸至1t礦車(chē)內(nèi)運(yùn)輸至地面。

5 技術(shù)難點(diǎn)

（1）大坡度綜掘施工的關(guān)鍵問(wèn)題是提高掘進(jìn)機(jī)移動(dòng)的靈活性，在大坡度巷道內(nèi)，掘進(jìn)機(jī)對(duì)地面的壓力為重力的分力，所以在其他條件不變的情況下，壓力大小隨巷道角度大小成反比關(guān)系，綜掘機(jī)移動(dòng)的動(dòng)力主要來(lái)自于設(shè)備自身的驅(qū)動(dòng)力，以及巷道環(huán)境對(duì)設(shè)備的行駛阻力。因此，在無(wú)法改變有效驅(qū)動(dòng)力的情況下，只有在綜掘機(jī)履帶下面鋪墊自制的工字鋼鏈，增加綜掘機(jī)履帶與地板的摩擦力，從而增大綜掘機(jī)自身后退的動(dòng)力。要求廠家通過(guò)適當(dāng)降低履帶板橫筋高度和加高牙形，將抓地牙的高度由18mm加高到32mm，以達(dá)到增大摩擦力的要求。

（2）下山施工時(shí)，迎頭容易積水，積水不能及時(shí)排除時(shí)，綜掘機(jī)在自重作用下容易沉陷在淤泥積水中，所以，保證迎頭干燥是解決綜掘機(jī)大坡度下山掘進(jìn)的關(guān)鍵問(wèn)題。

（3）下山施工時(shí)，矸石下落方向?yàn)殂U垂即落矸點(diǎn)距離綜掘機(jī)本體較近，排矸時(shí)易漏矸，導(dǎo)致綜掘機(jī)下浮矸較多，易抬高綜掘機(jī)本體且增大職工的勞動(dòng)量，所以，延長(zhǎng)一運(yùn)卸載點(diǎn)是解決綜掘機(jī)大坡度下山掘進(jìn)的關(guān)鍵問(wèn)題。目前一運(yùn)溜槽通過(guò)增加一個(gè)600mm長(zhǎng)的加長(zhǎng)節(jié)，很好的解決了此問(wèn)題。

（4）星輪撥齒弧度小，施工中，遇到較松軟泥巖，遇水形成淤泥，撥齒撥不掉淤泥，造成排矸慢。所以，加大星輪撥齒弧度是解決綜掘機(jī)大坡度下山掘進(jìn)的關(guān)鍵問(wèn)題。

（5）大坡度下山施工中膠帶輸送機(jī)向上運(yùn)輸矸石，這是解決綜掘機(jī)大坡度下山掘進(jìn)的又一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，施工時(shí)，必須采取使用帶條紋輸送帶增大輸送帶的摩擦力。

（6）下山施工中，綜掘機(jī)循環(huán)水多且不易排放，施工時(shí)，必須在綜掘機(jī)后方設(shè)置水箱并安排專(zhuān)人排水，確保水箱里的水不溢出流至迎頭，造成迎頭積水。

（7）渦北礦地質(zhì)條件較復(fù)雜，砂巖裂隙水，時(shí)大時(shí)小、時(shí)有時(shí)無(wú)，下山施工時(shí)，若不能有效控制砂巖裂隙水，將導(dǎo)致綜掘機(jī)陷機(jī)等問(wèn)題，所以施工時(shí)，必須對(duì)砂巖裂隙水封、堵、截、引是關(guān)鍵。

（8）綜掘施工，一般都是把除塵風(fēng)機(jī)固定在二運(yùn)上，與綜掘機(jī)同步進(jìn)退，但下山施工，如果把除塵風(fēng)機(jī)固定在二運(yùn)上，加大了綜掘機(jī)后退的阻力，所以，解決除塵風(fēng)機(jī)固定問(wèn)題也是綜掘機(jī)大坡度下山掘進(jìn)的關(guān)鍵問(wèn)題，渦北礦建工區(qū)采用在頂板上打設(shè)單軌吊梁，將除塵風(fēng)機(jī)固定在單軌吊梁上，減輕綜掘機(jī)后退的阻力同時(shí)也方便除塵風(fēng)機(jī)的移動(dòng)。

（9）此機(jī)器使用的臨時(shí)前探支護(hù)兩個(gè)伸縮油缸為同一片閥控制，現(xiàn)場(chǎng)操作使用時(shí)兩個(gè)油缸伸縮不同步，不方面使用，且易撕裂框架。將兩個(gè)伸縮油缸設(shè)置單獨(dú)控制的操作閥，以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)使用要求。

（10）此機(jī)器主鏟板與一運(yùn)溜槽搭接處有一個(gè)長(zhǎng)方形開(kāi)口，此處易掖矸石，導(dǎo)致一運(yùn)鏈條運(yùn)行不順暢，入井安裝前要做好封堵措施。

6 結(jié) 語(yǔ)

利用以上方法，解決了EBZ-260B型綜掘機(jī)本身存在的技術(shù)問(wèn)題，克服了掘進(jìn)機(jī)在煤礦大傾角巷道掘進(jìn)施工中的難題，提高了施工效率，縮短了職工的勞動(dòng)時(shí)間，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，為大坡度巷道綜掘施工提供了可靠的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬 輝，劉新城.綜掘機(jī)開(kāi)掘系統(tǒng)在煤礦掘進(jìn)中的應(yīng)用[J].民營(yíng)科技，2017（8）：2.

[2]翟 剛.綜掘機(jī)司機(jī).北京：煤炭工業(yè)出版社，2011，1.

收稿日期：2018-8-12