突出矿井煤巷快速掘进的体会.doc

掘进机在突出矿井煤巷快速综掘的体会赵 强 李代勇 杜廷胜(华蓥山煤业股份公司李子垭南矿，四川 华蓥638600)摘 要：针对突出矿井半煤巷使用综掘机一直是国内煤炭行业的一大难题。本文总结了在突出矿井，且巷道支护又是架棚巷道的情况下，使用掘进机成效显著，提高了掘进进尺，缓解了采掘接替紧张的矛盾。针对现场实际，又对掘进机的个别部件进行了改进，提高工效，本文还提出了突出矿井使用掘进机一些急待解决的问题。关键词: 突出矿；掘进机；优缺点1.矿井基本情况李子垭南煤矿地处华蓥市溪口镇六池保村，隶属四川省华蓥山煤业股份有限公司，属股份制企业，该矿井于1998年2月开工建设，2006年6月25日建成投产，设计能力15万吨/a，通过2003年、2004年的扩能技改，矿井生产能力得到提升，2004年矿生产能力重新核定为30万吨/a。李子垭南煤矿是一个中型矿井，矿井自然灾害严重，水、火、瓦斯、煤尘、顶板五大自然灾害齐全，是少有的煤与瓦斯突出矿井，煤层厚度1.5m左右，属急倾斜煤层，倾角都在5080。2我矿过去的传统方式煤巷掘进掘进队在掘机巷、风巷时，都是采用7655风锤打眼放炮，人工装车、人力推车的落后方式，它的缺点是：工人体力劳动强度大，生产效率低，常有的工人反映，当天上班后，体力还未完全恢复，第二天又要上班，个别工人感到吃不消，推车工作量大，每班的煤炭运输完全靠人工装车、推车，一条巷道当开始掘进时，若掘的巷道进尺在100m以内，工人推车距离短，工人的效率没有明显影响，但当掘进到后阶段500m600m时，进度受到严重影响，推车的工作量越来越大。对矿的经济效益，减轻工人的劳动强度，以致构建合谐企业都不利，进度慢，每月仅能掘5080m。一般情况下，完成一个采面的机巷作业，时间长达67个月。另一方面，因机巷是沿煤层的中线掘进，考虑到采煤生产时要安装皮带机，巷道要求尽量直，这样巷道就存在起浮大，坡度时常出现大于正7或负7，当出现这种情况后，一是必须要严格执行煤矿安全规程第362条明确规定的严禁人力推车。矿为了保证安安全，不得不在巷道中安装多台内齿轮调度绞车牵引轻重车，造成后续运输需用的人员多，有时一条机巷多达5台小绞车。绞车工、信号工人员多，提升环节复杂。二是当一台小绞车出现故障时其它环节均受影响，碛头也无法掘进。三是现场作业人员多，也是一个很大的安全隐患。由于掘进的严重滞后，造成我矿采掘长期严重失调，常常出现采煤队等工作面采煤的被动局面，何况更没有时间执行“先抽后采”的规定，按上级要求的工作面准备出来后瓦斯抽放时间必须在6个月以上的规定,都无法执行。3我矿现有的综掘机煤巷掘进针对落后的、进度很慢的掘进方式，矿各级工程技术人员开展向前沿科技攻关，通过多方考察，论证，得知兄弟单位煤巷采用综合机械掘进的矿井较多。但是，在急倾斜煤层，顶板易垮落，煤层较薄，又是煤与瓦斯突出矿井使用综掘机的很少。我们面对我矿这样的小断面积，虽然存在这么多不利因素，我们还是迎难而上，从众多掘进机的生产厂家中，最终确定选用了一种适合我矿特点的一种掘进机。我矿从2007年1月起，在煤巷开始使用综掘机掘进，选用了质量较好的石家庄煤机厂生产的EBZ75掘进机，后续运输采用本局机厂生产的SD65可伸缩皮带机。个别巷道的后续运输既有皮带机或又配有SGW40T刮板运输机，确保掘进机可连续作业。EBZ-75型掘进机的二运皮带机,厂家设计生产时仅长度6m,当每小班都要掘56m时,第二小班要延皮带,为了能连续掘进两个小班再延皮带。我们将二运皮带机加工制作成总长12m，由于二运皮带机是和掘进机铰接,处于悬空状态,从力臂计算,掘进机二运支撑油缸就不能支撑12m长的二运皮带机,二运的左右摆动也受到限制,也影响主运皮带机。我们通过小改小革，自制加工能左右摆动带4个小轮子的小跑车,安装在主运皮带机的的机尾架上,12m长的二运皮带机与小跑车用螺栓连接,这样,掘进机前后移动时就能带动二运皮带机及小跑车在主运皮带机尾架上前后移动,由于小跑车有转向作用,当掘进机需左右转向时,小跑车也能转动一定角度，不受二运皮带机的影响。通过一系列的改进，我矿使用综掘机获得成功。4煤巷使用综掘快速的优点41提高了工效，彻底解决了我矿采掘失调的被动局面。如2008年3月，在5125机巷掘进期间，在早班用30型钻机打瓦斯排放孔，测K1值，临时接抽放管道与瓦斯主管道相联，抽放碛头瓦斯23小时，目的是消除碛头突出的危险，为下道工序创造了安全条件，中班、夜班掘进的情况下，月进度高达248m。现在，我矿使用综掘机，一般情况下,一条机巷道23月就能掘完，工效比传统的炮掘提高一倍以上。42极大的减轻了工人的劳动强度。和传动掘进相比，工人用不着装车、推车这样的繁重体力活，仅仅是操作掘进机，开溜子皮带机等，从事一些辅助环节。43现场作业人员减少。使用综掘机，一个小班仅56人就可作业，但传统的人工炮掘，一个小班人员多达10-12人，减少作业人员达一倍。人员的减少，对安全也是一个极大的好处。44减少碛头跨落的事故发生。传统的炮掘，因放炮的振动，自重等原因，煤炭极易跨落。现在，因用综掘，振动小，碛头煤炭跨落的现象基本消除。保证后续采煤队的正常采煤。45提高了我矿的知名度。我矿创造的这个248m的月进度，和其他兄弟单位综掘进度相比，相差太远，根本说不上是快速综掘。但是，在南方矿井，在中小煤矿，在这样各种灾害较重的矿井碛头。这一进度也是可观的。我矿从使用综掘机以来，先后有省内外来矿参观、考察、学习综掘机的煤矿有20余家，工程技术人员达100余人。51伸缩保护外筒的改进我矿在急倾斜煤层中，使用石家庄煤矿机械厂生产的EBZ75掘进机,在煤层机巷掘进时,由于是急倾斜煤层,倾角达到6080,煤层厚度仅1.5m左右。掘进机掘进时不可辟免要掘部份顶底板岩石，但顶、底板的岩石硬度系数变化大，底板远大于顶板。掘进机在碛头掘进中,因截割臂上安装有带拐臂的伸缩保护外筒,若煤层顶板在左侧,掘进机带拐臂的伸缩保护外筒也在左侧时,由于顶板侧的煤矸、滑矸较软，硬度系数小，拐臂在左侧受到的阻力小，不影响掘进机的掘进速度，正常时每小班掘进4m，最高达到5m。当掘进机完成该巷道作业，掉头掘对面另一机巷时，此时掘进机上带拐臂的伸缩保护外筒在碛头的右侧，即煤层的底板侧。现场掘进中，因底板侧岩石硬度系数大，且我矿是用9号矿用工字钢支护的架棚巷道，拐臂受较硬岩石的影响大，特别是在掘支护用的“脚窝”时，拐臂受到的阻力大，每个小班仅能掘进2一3m，且工人操作的劳动强度大，严重影响掘进进度。 针对我矿使用掘进机存在的上述问题，我们通过现场观察和分析，大胆提出了掘进机无论掘哪一条巷道时，带拐臂的伸缩保护外筒都能在顶板侧的方案。该EBZ一75掘进机厂家生产时带拐臂的伸缩保护外筒在左侧，且不能随便对称安装在右侧，为了达到左右都能安装能正常使用的要求。具体改进的方案是：在掘进机右侧截割臂上对称焊接和左侧同样的座子一个，作为连接带拐臂的伸缩保护外筒的油缸用，加工制作一个右侧用的带拐臂的伸缩保护外筒，这样，掘进机截割臂上形成两个固定的油缸座子，一台掘进机配有左右带拐臂的伸缩保护外筒各一个，详见图1，一个安装在掘进机上，另一个在矿设备库备用。综掘队在使用中，根据掘进机所掘进的巷道，很方便的选择在掘进机上安装带拐臂的左伸保护外筒或带拐臂的右伸缩外筒。 此改造技术在2008年初获得成功后，通过一年多的使用，掘进机在掘进中，带拐臂的伸缩保护外筒完全不受煤层底板硬岩的影响，提高了掘进机的工效。我矿在两班掘进，一班停机打瓦斯排放孔的情况下，2008年3月最高掘进达到248m，此改造技术深受我矿使用EBZ75掘进机职工的欢迎，也为矿上创造了明显的经济效益。EBZ75掘进机带拐臂的伸缩保护外筒改造成左右都能使用的这一技术，值得在同类中小煤矿，急倾斜煤层，且煤层较薄，使用同类掘进机的巷道中推广应用。52机巷使用单轨独轮小车我矿综掘生产组织是：“两掘一准备”：中班、夜班掘进，每班进4m两小班共计8m。早班，在碛头用30型钻机打瓦斯排放孔，测K1值，消除煤层突出危险，临时抽放碛头瓦斯2-3小时，为中班掘进创造条件，设备检修，往碛头延皮带机。早班延皮带,掘进机维修检查,掘进期间的材料配件等运输,由于巷道断面小，给人工运输带来很大的难题。为了减少工人在材料运输及有关设备检修配件的运进运出,我们在行人侧用15kg/m的钢轨,铺一根单轨道。掘进队又自已加工制作了前后各一个轮子的独轮车,使用仅需2人配合,工人使用起来相当满意，提高了辅助运输工效。53加工制作小跑车。利用SD-65皮带机机尾架作为小跑车的轨道，掘进机前后移动带动二运皮带机及小跑车也前后移动。二运皮带机的小跑车成功使用，解决了频繁延皮带的工作量，从原来的每个小班延皮带变成每天延皮带。6.存在的问题6.1掘进机撤退困难。当一条机巷掘进到位后,由于后面安装有皮带机,行人侧过于狭窄,掘进机无法从巷道皮带机侧退出,我们撤退掘进机的过程做法是:先将皮带机拆散放到巷道的一侧,人工操作掘进机后退到原来巷道口的安装硐室,再将机巷的皮带机重新安装,作为下一步工作面采煤运输煤炭使用。如果象某些大矿那样，不拆后续运输的皮带机等设备，掘进机就能退出来，就更理想了。6.2防尘效果差。我矿使用的EBZ75掘进机仅有外喷雾装置，没有内喷雾。掘进机作业时粉尘严重，从各煤矿的资料显示，有的掘进机即有内外喷雾装置，个别矿还在碛头安有除尘风机。但从总的来讲，除尘效果均不理想，所以，使用掘进机作业的巷道，解决防尘是一个急待解决的课题。安全也存在一些隐患，主要是近距离操作，一但碛头煤炭突出，人员后撤困难。若推广使用远距离操作，实现司机远距离控制掘进机，就能解决发生突出时的安全危险。6.3辅助油缸问题。EBZ-75型掘进机自身带有4个较大的辅助油缸,它的作用是:当掘进机遇到较硬的煤炭或局部夹矸等,掘进机受到的阻力较大,机器产生的震动较大,影响掘进效果,此时就要将辅助油缸伸出,支撑到巷道的顶部,起着稳定和减少震动的作用。这种方法，在锚网巷道使用效果显著，由于我矿是架棚巷道，辅助油缸极易顶在支付的梁子上，巷道支付要受到破坏。所以，我矿掘进机在掘进遇到此类现象时。没有使用辅助油缸，所以作业中机器震动较明显。6.4人为多掘岩石设备易损坏。由于急倾斜煤炭自重的原因,易垮落。我们通过实践，现场的做法是：掘进机多掘石头,煤层虽然有1.5m厚, 由于是急倾斜煤层，煤炭自重和瓦斯压力大等原因,碛头煤炭易垮落。我们在实际工作中,采用仅掘0.5m厚的煤炭,其余均掘底板岩石,优点是煤炭不再出现垮落现象,缺点是进度慢,掘进机掘煤炭和掘岩石的速度当然不一样, 配件消耗量也增加,维修量、故障也增加，存在着一种拼设备的现象。6.5巷道支付较困难。我矿是用9号矿工钢支付的架棚巷道,和使用锚网巷道相比,当掘进机掘到规定进尺时,停机铺网打锚杆。而架棚巷道,每当掘进机掘到0.8m时,能架一个架料时，停机架料,这种架棚巷道，一是用矿工钢作的梁子、腿子笨重，二是和锚网相比也要复杂，三是用工时间也比锚网长。作者简介：赵强，男，1958年出生，机电高级工程师，1987年毕业于原阜新矿业学院，在矿山机械、煤矿机械、煤矿运输参考文献:1 瞿刚.综掘机司机(机电).煤炭工业出版社,2008.2 马新民,钟光耀.煤矿机械M.徐州中国矿