简述兴云煤矿综掘机的探索与应用

杨世贵

（云南省兴云煤矿，云南 曲靖 655501）

由于综掘机重量大、外型尺寸大，如何使综掘机适应煤层赋存复杂、常需转弯、掉向、底软下陷等实际，达到既简化生产系统、减少设备台件、减少作业场所尘毒危害、减少综掘机拆运、安装、调试，又发挥综掘机的效能，达到安全高效的目的，云南省兴云煤矿通过近2年多的综掘机探索应用，已达到预期目的。文章着重将综掘机探索应用中几方面的经验作介绍，供兄弟单位参考。

1 综掘机的探索应用

1.1 合理布置设施实现综掘机掘进迎头有效供风

煤矿安全生产是煤矿一切生产经营活动的基础，是煤矿发展永恒的主题，是实现以人为本的基本手段。要使“以人为本，安全第一”的安全理念深入人心，并落实在我们实际工作中，是一项长期亟待解决的问题。

根据《煤矿安全规程》第468、469条和第738条之规定，风筒、风水管路、运输设备的铺设不能与电缆铺设吊挂巷道同侧；煤矿企业必须加强职业危害的防治与管理，做好作业场所的职业卫生和劳动保护工作，要采取有效措施控制尘、毒危害，保证作业场所空气中粉尘浓度符合国家职业卫生标准。

我矿结合综掘机设计的外型结构特点，电气系统的控制箱和操作司机的操作座位布置在左边，应用综掘机施工巷道时不管沿什么方向前进和后退，电气系统的控制箱及操作司机永远都座在综掘机左边，而操作司机在井下生产过程中必须在保证安全的前提下从事作业，才能保质保量完成安全生产任务，实现“以人为本、安全第一”。所以，针对综掘机操作司机座在综掘机左边实际，综掘机掘进迎头供风风筒、风水管路、运输设备必须沿巷道左侧铺设，电缆必须沿巷道右侧吊挂铺设。综掘机掘进过程中会产生大量粉尘，设计时虽然有内外喷雾降尘系统，但是在实际生产过程中还是不能全部捕降生产性粉尘。首先要确保不能有大量粉尘影响司机视线，让司机能看清作业现场（迎头）的情况，这样才能在施工过程中发现隐患、排除隐患实现安全生产。其次，必须做到不能有迎面风流将粉尘吹向司机。如司机吸入大量粉尘会对健康产生直接的危害，也难以落实以人为本。所以，综掘机掘进迎头供风风筒必须布置在左边与操作司机同侧，这样风筒出风口的风从左边吹到迎头顺右边靠负压经巷道带走掘进过程中生产性粉尘。

1.2 综掘机巷道施工中防止下陷和防尘

综掘机原喷雾系统属于闭式循环系统。综掘机工作过程中的喷雾水是经过综掘机截割部喷出后才能冷却电机和油温，如果长期开启喷雾系统会造成巷道积水，致使底板变软、底滑，从而导致综掘机行走部下陷和前进后退行走难。如果不开启喷雾系统，虽然可以解决下陷问题，但冷却水不能循环，而导致电机及油温过高，影响综掘机性能，导致大量粉尘得不到抑制，影响职工健康。对此，我们对综掘机的喷雾系统进行改造，把原来的闭式水冷却循环系统改成开启式系统，喷雾系统的冷却水通过管路引排入水仓而不流入现场（迎头）巷道，既保证综掘机工作过程中的喷雾和喷雾水压的供给正常，又解决了巷道积水综掘机下陷和前进后退行走难的问题，还有利于呼吸性粉尘的沉降、抑制粉尘的生成和切割火花的产生，除此之外，还使喷雾系统中的各装置工作状况得到改善，延长寿命，使整个喷雾系统工作的可靠性得到提高，还可利用综掘机来卧底、铲浮煤比改造前更加方便快捷，无需再用人工铲，降低了职工劳动强度，提高了工作效率，

1.3 综掘机施工巷道转弯探索应用

由于我矿煤层赋存复杂、断层多，压力大、综掘机施工巷道时常需转弯、掉向。加之，综掘机自身机身长、外形尺寸大，掘进转弯时不论是左转弯还是右转弯都受转弯半径、转弯角度的限制，而且还要充分考虑施工安全、系统简单、设备铺设等因素，如果掘进出的巷道断面较大，就会导致支护难、压力大、维修难等不利因素，会对人身安全造成威胁。所以，综掘机巷道设计、施工转弯时，如何缩小综掘转弯半径，增大转弯角度，达到缩小掘进支护面积、缩短转弯长度、减少设备台件，满足运输设备的铺设，巷道转弯是综掘机施工过程中的一大难题。

1.3.1 综掘机相关参数选定

根据综掘机产品说明书得知，EBZ132CZ综掘机外形尺寸长9530mm×宽2600mm×高1550mm，EBZ160综掘机外型尺寸长10 100mm×宽3000mm×高1810mm；综掘机的最小转弯半径不得低于 12 000mm。我矿在综掘机探索、应用过程中，经过现场实测：EBZ132CZ铲板收缩后至一运溜子机头最小尺寸长为7000mm，宽度2600mm（铲板为综掘机最宽部分），高1550mm（为综掘机机身高度）；EBZ160铲板收缩后至一运溜子机头最小尺寸长为7100mm，宽度3000mm（铲板为综掘机最宽部分），高1810mm（为综掘机机身高度）；铲板宽、机身高对转向实际均无太大影响。因此，减小转弯半径、增大转弯角度、缩短转弯（机身）长度，是转弯中要采取的主要方法。

1.3.2 综掘机转弯半径和转弯角度选定

根据综掘机产品说明书得知，综掘机的最小转弯半径不得低于12 000mm。如果采用该转弯半径用于直角（90度）巷道转弯施工时，弯道最大支护尺寸达9316mm（最大支护尺寸：掘进巷道时的内弯巷帮至巷道转角距离），转弯半径过大、转角过小都会造成掘进时悬顶面积过大，导致施工不安全，同时支护、维修困难，材料消耗大等不利因素。

由图1转弯半径、角度的选择比较可以看出，如果选择转弯半径9000mm，用于直角（90度）巷道转弯施工时，弯道最大支护尺寸达8074mm；用于锐角（80度）巷道转弯施工时，弯道最大支护尺寸达9602mm；用于钝角（100度）巷道转弯施工时，弯道最大支护尺寸达6430mm。如果考虑再缩小转弯半径，由于受机身长度（EBZ132CZ长7000mm、EBZ160长7100 mm）的限制，转弯半径过小容易造成综掘机转弯时活动空间狭小、后尾会刮蹭巷帮，前进、后退困难，不便于安全施工。所以，在转弯半径确定的情况下，两巷夹角越大，转弯长度越短，支护断面越小，且便于安全施工；两巷夹角越小，转弯长度越长，支护断面越大，且不便于安全施工。因此，在综掘巷道设计、施工时我矿大多采用最小9000mm转弯半径、直角（90°）及大于90°转弯，但相对来说直角（90°）转弯施工相对比较难。

1.3.3 综掘机转弯方法和转弯施工

巷道转弯分左转弯和右转弯。在巷道施工前要进行初步设计，综掘机巷道的设计、施工要尽量采用左转弯。因为，转弯巷道最小半径弧线（巷道边）是综掘机最难施工处，而综掘机操作司机的座位在左边，左转弯巷道最小半径内弧线（巷道边）在左边，操作司机能看清最小半径内弧线（巷道边），施工时司机对迎头和巷道左边一目了然，施工时相对容易多。而右转弯巷道的最小半径内弧线（巷道边）在右边，操作司机施工时视线受阻，只能依靠辅助人员指挥或需要站起来获得视线，但巷道高度是固定的，这种做法对人身安全造成威胁，所以，巷道的设计、施工尽量采用左转弯方法。

根据综掘机产品说明书和相关资料，综掘机是采用常规圆弧转弯方法掘进，这种施工方法，转弯长度较长，转弯起点至终点弦线长至少要增一台过渡运输设备，转弯处轨道还无法铺设，无法实现机轨合一，在巷道施工中无法运送料和设备，无法减少运输设备台件。所以，经过现场综掘机不断摸索应用，并结合以往炮掘转弯实际操作经验，我矿在综掘机巷道设计、施工时，左转弯巷道按设计转弯半径采用右边沿外切线（为巷道边）直接推进转弯，左边按内半径弧线转弯（图2）或模型模拟法转弯（图3），来满足运输设备的铺设搭接、轨道铺设和减少设备台件的目的，反之为右转弯。

模型模拟转弯方法（如图3），即：在CAD上根据巷道和综掘机参数制作模型模拟转弯，通过演示来确定巷道转弯的相关数据，在模拟演示中，距离巷帮预留300mm富裕系数，以保证综掘机后尾不刮蹭巷帮。在综掘机行走截割时，支护紧跟迎头，按综掘机每前行3000mm时综掘机的摆幅来决定下一循环截割范围，截割至弯道变急段时，可适当缩短行走步距，减少综掘机退、摆次数，具体选择截割行走步距可根据现场实际而定，以此类推，直至转至下一条设计巷道为止。

2 煤矿综掘机的探索应用效果

根据国家对煤矿安全生产采掘机械化升级的要求，针对煤层赋存复杂、断层多、压力大、掘进效率较低的状况，我矿引进使用EBZ132CZ型窄机身半煤岩综掘机和EBZ160标准型综掘机取代了大部份炮掘施工。通过近两年综掘机的探索应用，没有出现大的故障，电机也无烧毁现象，顺利完成71701、90911运输巷、71703、91713材料巷等巷道掘进约8000m，升井检修又投入71801材料巷、71701材料巷等使用。采用三八制（8小时）早、中两班生产，在掘进半煤巷10．4m2以上的断面，采用树脂锚杆和锚索、网联合支护，平均掘进进尺为268m／月，采用矿工钢支护，平均掘进进尺为253m／月，充分发挥综掘机的效能，逐步提升了单进水平，确保安全清洁生产，与省内同类煤矿相比已较为领先，但同国内相比还有一定的距离。加之，随着采掘机械化升级的要求，综采投入使用，采用炮掘速度已经不能满足现有的综采回采速度需求，要提高掘进进尺一般方法是增加掘进头和作业人员，但受风量及各方面条件限制，有时有掘进头不能施工的现象，往往出现人员相对富裕。根据安全生产中人、机、环要素，人是安全生产中最不安全的因素。所以，从长远考虑，必须继续探索应用和引用综掘机，充分发挥综掘机的优势，来提升掘进速度，确保采掘关系平衡，实现减员增效、缩头减面、高产高效目标，保证原煤产量和职工收入的增长。

3 综掘机在国内应用情况

EBZ132CZ和EBZ160综掘机及其他类型综掘机在国内各煤矿已经广泛应用，并取得很好效果和经济效益。从各煤矿的应用情况可以看出，截割断面在9.6m2时，平均掘进进尺在250m/月，最高可达290m/月。例如，新汶矿业集团翟镇矿 10．4m2的断面，掘进进尺为262m／月；重庆煤炭集团打通一矿 9.62m2的断面，掘进进尺为290m／月；重庆煤炭集团南桐矿 9.6m2的断面，掘进进尺为267m／月；山西武乡阳迪矿 10.64m2的断面，掘进进尺为267m／月。从上述各煤矿的综掘掘进速度看，云南省兴云煤矿处于中间状态。

综掘机技术参数如下：

3.1 EBZ132CZ综掘机主要技术参数

外型尺寸：长 9530mm、宽 2600mm、高1550mm；

截割头卧底量：275mm；

重量：40t；

截割部伸缩量：500mm；

截割硬度 ：f＜7 ；

行走速度：0—7m／min；

总功率：214．5kW；

装运能力：3.2m3／min；

截割电机功率：132／75kW；

爬坡能力：±18。；

截割部转速：47／23．5rpm；

供电电压：1140V/660V；现供电电压为1140V。

3.2 EBZ160综掘机主要技术参数

外型尺寸：长10100mm、宽3000mm、高1810mm；

截割头卧底量：300mm；

重量：48t；

截割部伸缩量：550mm；

截割硬度 ：f＜8 ；

行走速度：0—7m／min

总功率：246kW；

装运能力 ：3.5 m3／ min ；

截割电机功率：160／100kW；

爬坡能力：±18。；

截割部转速：46／23rpm；

供电电压：1140V/660V，现供电电压为1140V。

4 结语

通过近两年对EBZ132CZ、 EBZ160综掘机的探索应用和改进实践证明，我矿的综掘机使用是成功的，没有出现大的故障，且综掘机各系统工作状况良好、可靠，除用于半煤岩巷道掘进外，还用于部份截割硬度f＞8的全岩巷道掘进，充分发挥了综掘机的效能，提升了机械化装备和单进水平，确保采掘接替正常和达到行业要求，实现安全生产。当然，我们在现场操作、日常维护、保养过程中仍存在不足，仍需继续加以重视和改进。