如何从技术上实现煤巷的快速掘进

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[摘 要]本着安全高效的原则，科学合理地选配综合机械化掘进设备，是实现煤巷快速掘进的有效途径。

[关键词]安全高效 设备配套 悬臂式掘进机 连续采煤机 掘锚机

中图分类号：T1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0053-01

1、概述

如何从技术上提高煤巷掘进的单产单进水平，实现煤巷的快速掘进，科学合理地选配综合机械化掘进设备，将是一个有效的途径。

2、合理配套机械化掘进设备的原则

掘进工作面，除由掘进机、转载机和运输设备完成落煤、装煤、运煤作业外，还需要配置锚杆支护和辅助运输等设备。为了保证综合机械化掘进设备安全可靠、相互协调、高产高效，设备选型配套应遵守以下原则

2.1 安全第一

煤巷掘进是一项系统工程，涉及到生产过程和安全管理的各个方面。设备选型配套必须保证人身安全、矿井安全和设备运行安全。

2.2 能力匹配、相互协调、高产高效

在保证安全的前提下，综合机械化掘进设备选型配套应达到可靠性高，故障率低，方便维护检修的目的，最大程度地发挥整套设备的整体效能，保证成巷质量，提高掘进速度，降低生产成本。掘进设备的综合生产能力，应以掘进机的生产能力为主要依据。因为掘进机的掘进速度经常受到支护和运输设备的影响而不能连续工作。其它配套设备：桥式转载机、运煤车、可伸缩带式输送机等的运输能力应与掘进机的生产能力相匹配。

2.3 满足地质条件和掘进巷道断面的需要

选择掘进机时，应把满足掘进巷道断面和煤层硬度要求作为主要依据。设备接地比压应适应巷道底板的地质条件，其它运输设备，包括运煤车辆必须满足巷道几何尺寸的要求。

2.4 其它因素

还应考虑到供电电压等级、巷道尺寸、支护方式、运输能力等因素。从节电降耗角度，设备电压选择1140V等级较为经济合理。

3、掘进设备选型配套方案

综掘设备包括掘进设备、运输设备和支护设备。掘进机是实现煤巷快速掘进的关键设备，决定掘进成巷的工程质量和掘进速度。由于矿井自身地质条件不同，应根据不同的地质条件和生产工艺，选择相应的配套设备，以求得最大的经济效益。根据掘进设备和支护设备配置的不同，目前煤巷掘进机械化设备选型配套方案有以下三种。

3.1 悬臂式掘进机与单体锚杆钻机组合

悬臂式掘进机后配套设备有自移式桥式转载机、可伸缩带式输送机，以实现巷道切割和煤炭的连续运输，使用单体锚杆钻机进行打眼和锚杆支护。

悬臂式掘进机是使用较为普遍的掘进设备，技术成熟。但从目前的发展水平来看，还不具备人工定位和数控截割功能，截割断面轮廓尺寸不能进行微机监控和远程控制等。这种设备配套方案，主要应用于连续掘进的独头巷道，实现连续运输，能充分发挥设备的整体效能。此配套方案的最大缺点是，掘进和锚杆支护不能平行作业，综合效率低。

3.2 连续采煤机与锚杆钻机组合

连续采煤机配套蓄电池运煤车或梭车、锚杆钻机、蓄电池铲车、转载破碎机和可伸缩皮带运输机等设备，可以实现双巷或多巷快速掘进，使用锚杆钻机进行锚杆支护。

1）连续采煤机 主要由截割滚筒、刮板运输机、履带行走机构、液压系统、冷却喷雾除尘装置、电控系统及安全保护装置等组成。适用于顶板较好，允许一定空顶距的矩形断面煤巷掘进，与锚杆钻机支护交叉作业。引进的连续采煤机有美国JOY公司生产的12CM系列和郎艾道公司CM-800系列连采机，国内有三一重装公司、太原煤科院山西煤机装备公司生产的ML系列连采机等。

2）蓄电池运煤车 用蓄电池作为动力源，主要有CH818和CH848型。

3）梭车 梭车装有电缆滚筒，拖拽电缆供电长度150米，梭车只能在150米范围内运行，完成连采机到转载破碎机之间的煤炭装运，运行时电缆自动收放。目前使用的梭车主要为10SC32系列。

4）锚杆钻机当连续采煤机完成一个掘进循环工序退出工作面后，锚杆钻机进入该工作面，完成打眼和锚杆支护工序。锚杆钻机的支护速度应与连续采煤机的掘进速度相匹配，以求得快速高效的成巷效果。锚杆钻机有二臂钻机和四臂钻机。

5）蓄电池铲车采用蓄电池电源驱动的胶轮车，可用来运煤、清理巷道浮煤和运送设备材料等，使用较多的是引进的488型蓄电池铲车。

6）转载破碎机 置于皮带运输机机尾，将运煤车卸入的煤破碎并转载给皮带运输机，普遍使用的是1030型转载破碎机。

7）可伸缩皮带运输机 根据煤量可选择DSJ100/80/160可伸缩皮带运输机。驱动功率160KW，运量800t/h，带速2.5m/s ，带宽1.0 m，储带仓储带长度100m，运输距离1000 m。根据巷道运输距离选择皮带运输机台数。

连续采煤机虽然成巷速度较快，但需要同时掘进两条或多条巷道和布置一定间隔的联巷来满足连采机和锚杆机交叉工作换位的需要，设备频繁地调动换位，要求巷道有较好的底板条件。同一工作面不能同时实现掘进和锚杆支护平行作业，且锚杆支护在空顶较大的情况下进行，支护的安全性一定程度受巷道顶板条件的制约，需要有较好的顶板条件。

3.3 掘锚联合机组

掘锚联合机组是在连续采煤机基础上生产的一种新型掘锚一体化机组。是高产高效煤巷快速掘进的既能割煤装运，又可以同步进行锚杆支护的高效设备，掘进与锚杆支护的有机结合，极大地提高了巷道掘进成巷速度和掘进效率以及支护作业的安全性。掘锚机后配套设备有行走给料破碎转载机、桥式胶带转载机和可伸缩带式输送机。

1）掘锚机 主要由截割滚筒、刮板运输机、履带行走机构、液压系统、顶锚杆钻机、帮锚杆钻机、冷却喷雾除尘装置、安全保护装置、电控系统等组成。掘锚机克服了连续采煤机的缺点，适用于地质构造复杂、巷道顶板破碎的情况下使用，适应巷道布置方式的变化，是安全高效的掘进设备，目前掘锚机主要有ABM20型和12CM15-15DDVG型等。

2）行走给料破碎转载机 置于掘锚机尾部，将掘锚机割下的煤破碎后转载到后面的桥式胶带转载机，普遍使用的是太原煤科分院生产的LG2000/300型给料破碎机。

3）桥式胶带转载机 一端用销轴铰接在行走给料破碎转载机后面，另一端的小车搭接在可伸缩带式输送机的机尾钢架导轨上，并随掘进在导轨上移动。目前使用较多的是SZJ1000/30型胶带转载机。

4）可伸缩带式输送机 根据煤量可选择DSJ100/100/2×160可伸缩皮带运输机。驱动功率2×160KW，运量1000t/h，带速3.15m/s ，带宽1.0 m，储带仓储带长度100 m，运输距离1000 m。根据巷道运输距离选择皮带运输机台数。

煤巷掘锚一体化机组是集机电和控制技术于一体的成套设备，代表了当前煤巷快速掘进技术的发展方向。管好、用好、维护好这套设备，需要有较高的管理水平和专业能力。随着技术的不断突破，掘锚机还需进一步改进和完善锚杆钻机支撑装置的柔性联结技术和无级变速智能截割技术。

4、结语

煤巷掘进，综合机械化设备选型配套方案的选择，应根据矿井自身的地质条件和生产工艺，充分考虑设备的外形尺寸和运输配套能力，衔接好掘进和支护的关系，不论哪种配套方案都要协调好通风、排水、供水、供电、瓦斯监控、辅助运输等环节，才能发挥综合机械化掘进设备的整体效能，实现煤巷的快速掘进。

参考文献：

[1]王虹.综合机械化掘进成套设备. 中国矿业大学出版社，2008.

[2]康红普.煤巷锚杆支护理论与成套技术.煤炭工业出版社，2007.

作者简介：

马修峰，高级工程师，国家注册安全工程师。现从事机电技术和安全管理工作，数篇。