掘锚一体技术在煤巷快速掘进中的应用.doc

掘锚一体化技术在煤巷快速掘进中的应用 栗献中1，2 河南理工大学， 河南 焦作 454000；2.神华神东煤炭集团昌汉沟煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 017000） 摘要：提高煤巷快速掘进技术水平,实现采掘均衡协调发展是神华神东煤炭集团昌汉沟矿当前急待解决的一个突出问题。掘锚一体化技术是继长壁综采技术之后,煤矿开采技术的又一项重大技术革新。昌汉沟煤矿引进山特维克矿山工程机械有限公司生产的MB670S型掘锚机，通过现场应用和分析，总结了掘锚一体技术的优缺点以及存在的问题。该矿在煤巷快速掘进中应用掘锚一体化技术取得了初步成果，在确保千万吨矿井综采工作面的衔接方面发挥了无可替代的作用。 关键词：掘锚机；昌汉沟煤矿；煤巷快速掘进； 1 引言 神华神东煤炭集团昌汉沟煤矿2008年实现了采用国产综采设备一矿一井一面年产一千万吨的四个一工程。昌汉沟煤矿现装备一综三掘，为适应千万吨综采工作面接续需要，提高煤巷快速掘进速度，引进了山特维克矿山工程机械有限公司生产的MB670S型掘锚机，自2008年11月10日投入使用，通过一个月试用，一个月提高达到正常使用，到2009年3月15日125天共掘进巷道3500m，平均日进28m，月单进840m，最高月单进1015m，取得初步成果。 我国煤巷高效掘进方式主要有三种，第一种是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用；第二种是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线，在我国神东、万利等矿区及鄂尔多斯地区进行了推广应用，主要掘进机械为连续采煤机，它需要多巷掘进交叉换位施工；第三种是掘锚机掘锚一体化掘进，仅在一些矿区进行了使用，目前处于试验阶段[12]。 掘锚机组是将掘进与支护有机结合起来，减少掘进与支护设备的换位作业时间，在同一台设备上完成掘进和支护工艺。掘锚机组是当今世界上代表高效掘进设备的最高技术水平，煤巷掘锚一体化代表了煤巷快速掘进技术的发展方向，是高产高效矿井技术的重要组成部分。 图1 巷道支护断面 两帮打锚杆挂塑料网支护，塑料网规格10×2.5m，横向铺设，其中前行左帮打金属锚杆，右帮打玻璃钢锚杆，帮锚杆间排距为1m×1m，锚杆规格均为Φ16×1600mm。巷道顶板破碎处加挂钢筋网，钢筋网片规格2.5m×1.1m，联网间距0.2m。 图2巷道顶板平面图 2.3 主要设备及其性能 掘进工作面设备配套和主要设备性能参数如表1~表3所示[3]。 表1 工作面设备配备及工具使用一览表 表2 1#连续运输系统主要技术特征 表3 MB670S型掘锚机主要技术特征表 技术特征 主要参数 技术特征 主要参数 长×宽×高 11.1×5.0×3.2m 离地间隙 310mm 重量 92t 行走速度 3.5/7.0/15m/min 总功率 546KW 输送机速度 1.5m/s 电压 1140V 尾部旋转角 左右45度 截割头宽度 5.0m 滚筒直经 1150mm 采高 2.8～4.4m 滚筒转速 1.51m/s 支护高度 2.8～4.1m 频率 50Hz 生产能力 (t/min) 装载20t/min 切割8.5～21t/min. 2.4 主要施工工艺和参数 掘进工作面煤炭的破、落、装、运及巷道的支护均由掘锚机和后配套设备来完成。 掘进过程中，采用MB670型掘锚机完成割煤，无线遥控操作，并实现自动装煤工序并且用锚掘机自身四臂锚杆钻机来完成支护工序，机器前进只可以手动遥控操作，支护时可以用手动和自动两种操作方式，机器主要由液压系统控制、操作；采用LY2000型连运一号车完成运煤和破碎工序；并且用转载皮带运输机和皮带完成煤炭的转载工序。主要工艺工程如下： 掘锚机截割方式:MB670型掘锚机只能遥控操作，掘进时严格按照中线施工，掘进时每1m为一循环。 掘锚机掘进过程中，司机在激光导向仪的指引下，确定煤机停放位置，按巷道尺寸截割深度每两刀后停止掘进，用掘锚机自身锚杆机进行顶、帮支护，按巷道尺寸截割深度每八刀后停机，支护锚索，等待支护完成后，再进行下一刀掘进，掘进10m后挂风筒，掘锚机掘进过程中用遥控器操作，并且观看自身显示屏操作。 截割循环:掘锚机截割时，首先通过伸缩截割头将截割头调整至巷道顶板，然后切入煤体(切入深度1.0m)，从上而下截割。当割到煤层底板时，收截割头，截割底煤，使巷道底板平整，装完余煤，再次将截割头调整至巷道顶板，进行下一个循环。采煤机完成从顶板至底板再到顶板，这一过程就称一个截割循环。 装载与运输:采用掘锚机自动装煤方式，掘锚机上装有收集头机构和中部输送机，掘锚机截割时，煤落入收集头机构，装在收集头上的爬爪装载机构连续运转，将煤装入中部输送机，中部输送机便将煤转运到等候在掘锚机后的连运一