EBZ160型掘进机在乌兰矿的应用

张晓东

摘 要：煤矿设备的现代化关系到矿井建设的产能与效率，掘进机的应用与快速发展使得煤矿巷道快速掘进得以实现。本文将论述如何使用新型掘进设备、新施工工艺，结合神华集团宁煤乌兰矿对佳煤机公司的EBZ160型掘进机的应用，对掘进机施工技术进行了可行性分析和深入研究，得到了很好的社会经济效益。

关键词：掘进机使用；产能分析；效益分析

中图分类号：TD421 文献标识码：A

一、乌兰矿概况

乌兰煤矿于1983年建成投产，年设计产能为90万t/a，设计使用年限70年，2009年生产能力确定为130万t/a，当年产量137.5万t，矿井开采方式为斜井、平均坡度10-12度，需要穿多个石门。主要采煤方法采用房柱采煤法并结合长壁式采煤法采掘，施工工艺为普采，房柱支撑法处理采空地区。

乌兰矿煤田含煤丰富，共分十二层，可供开采的煤层有五层，即二、四、六、八、十一层，合计厚度为13.5m，大部分煤层都含有煤矸石，煤矸石厚度为0.12—0.33m。

第四层煤平均厚度1.5m，顶板为花岗岩，均厚0.3-0.4m.f=6；底板为页岩，均厚4.2m，f=2—5。

第八层煤平均厚度1.7m，顶板为粗砂岩，厚2.3-12.5m，平均6.2m，f=2—5，底板为页岩，均厚0.5—2.2m，f=2—5。

现在乌兰煤矿的南四、北二、北三及北四采区的四层、六层、十一层煤都没有回采，其中四层煤还有储量552.1万t，可供采量421.9万 t；六层煤还有储量752.4万t，可供采量612.3万；十一层煤还有储量852.4万t，可供采量775.3万t。

二、对乌兰矿的现有条件分析

1目前巷道施工工艺存在的弊端

乌兰煤矿目前巷道施工都是钻孔爆破方法，六层和八层煤巷道都是由煤和岩石组成的，第六层岩石硬度系数f=2～5，采用钻孔爆破方法施工，锚杆与锚索交替支护，作业面应用YT-24～28式凿岩机和P-17型扒装机，运输采用6-7辆绞车，人工打锚杆、人工支护和人工推车，成本高、效率低、安全性不好。

2统计分析

打眼放炮的缺陷：

①每班工作掘进3.3m，效率不符合工程进度要求。

②放炮对岩石破坏性大，巷道支护安全欠佳，支护质量得不到保证；

③放炮对巷道形状控制力差；

3分析结果

目前炮掘施工工艺繁杂、使用人多、强度大、效率低、运输不变、安全性不好；进尺和巷道成型质量得不到保证。

三、应用的对策及解决方案

1掘进机的选型

在充分调研的基础上引进了佳煤机EBZ160型综合掘进机，这种掘进机结构紧凑，适应性好，重心低，机身矮，维修方便，操作简单。该机可经济切割单向抗压强度≤70MPa的岩煤，可掘最大宽度（定位时）5m、最大高度3.8m任意断面形状的巷道；适用于断面7～18m2、坡度±160度的煤巷、半煤岩巷的掘进。该机随机配备第二运输设备采用桥式皮带转载机和皮带运输机，可进行连续运输，有利于提高掘进机使用效率。

2巷道布局

乌兰煤矿内各个采区划分若干区段，巷道施工均和采区运输上下山相连接，顶板沿煤层顺槽走向。掘进机施工巷道内敷设轨道并安装皮带输送机，切割物料由皮带输送机运至主井煤仓，整个过程构成主运输系统，物料和设备可由轨道运送。

3支护方案

顶板采用钢筋网、金属锚杆和“W”型钢带网作长期支护，布置锚杆采用一排5根，锚杆间距为0.9m，前后排距0.9m，顶板靠边的两排锚杆距离上帮0.25m，而且和顶板形成76度夹角，顶板内侧的三根锚杆等分布置，顶板和岩石层面与锚杆要垂直，用标准螺母外加铁制托盘和顶板固定，当锚杆的排距小于0.7m，前排锚杆和迎头的距离应不大于0.8m。巷道用钢网带做支护，总宽3.45m，高2.2m（巷道下帮）。

巷道掘进施工中，在断层面、相交位置、压力聚集和巷道拓宽的地方，宜应用锚索加固支护，锚索布置在巷道中间位置，一侧断面三根，锚索间隔为1.8m、长为5m。

四、效益分析

（一）经济效益

1巷道支护成本

当应用炮掘方法施工时，锚网带和锚杆支护顶板和侧帮，巷道平均宽3m，材料消耗量为：冷扎钢丝网1.3m2， 12.6根锚杆， W形状的钢带2.1条，雷管19枚，TNT 7.2kg。 经对比分析，掘进机施工巷道进尺一万米支护节省成本7.12×10000=7.12（万元）。

2工资成本和人工效率

（1）工资成本。员工月平均工资3200元、按22天工作日计算，日工资为3200÷22=145.5（元），则爆破法掘进与掘进机施工相对比，巷道施工一万米可以节约工人开资（10000÷0.3-10000÷0.5）×145.5=197.5万元。

（2）人工效率。应用爆破法施工，每班进尺3m，单班需用工12-14人，平均13人，效率定额0.3m/工；应用机械掘进，单班进尺4m，单班需用工7-9人，平均8人，效率定额0.5m/工。

3用电成本

（1）应用爆破法施工，需要功率16kW的扒装机一台和总功率12×3=36kW的小绞车三台，电费按0.5元/kW·h计算，施工一米巷道设备平均开机为2小时，则施工一万米巷道需用电（16+36）×2×0.5×10000=52万元。

（2）应用机械掘进，EBZ160掘进机（截割功率160kW+油泵电机功率90 kW）和三台皮带运输机（总功率30×2×3=180kW），施工一米巷道设备平均开机为40分钟，电费按0.5元/kW·h计算，则施工一万米巷道需用电（250+180）×40÷60×0.5×10000=140.33万元。

（二）社会效益

1由于取消了放炮施工，对巷道围岩的破坏减小，提高了巷道支护的安全度；

2工作面施工速度加快，工序得以简化，劳动生产率提高。

五、应用结论

采用佳煤机EBZ160型掘进机施工，不仅加快了巷道施工速度，提高了劳动生产率，有效解决了采场接续紧张的问题，确保矿井的高产、稳产，同时还回避了因爆破导致巷道围岩的损坏，煤层顶板完好，巷道无变形，极大地降低了顶板发生事故的概率，为煤矿安全生产提供了有利保障。

参考文献

[1]丛文琦.浅析大型掘进机结构对于其开采效率的影响[J].煤炭科学技术，2010（10）.

[2]张文学.浅析星轮装载结构对于裁决效率的影响[J].煤矿机械，2011（12）.