浅谈EBZ-160掘进机在煤巷掘进中的施工应用

2016-02-23李继祥

西部探矿工程 2016年8期

关键词：煤巷履带掘进机

李继祥

（中煤矿山建设集团，安徽淮北235000）

浅谈EBZ-160掘进机在煤巷掘进中的施工应用

李继祥*

（中煤矿山建设集团，安徽淮北235000）

在煤矿建设中，对于地质条件较为理想的煤矿巷道施工，采用掘进机进行煤巷的掘进施工，运用科学的施工方法和措施，可大大提高煤巷掘进的工作效率和经济效益，保障了煤巷施工的工程质量和安全生产。

煤巷；EBZ-160掘进机；掘进施工应用

目前，在我国煤矿巷道的掘进方法主要有2种，一是爆破掘进，二是掘进机掘进。爆破掘进是我国传统的煤矿巷道掘进方法，主要适应于岩巷、半煤岩巷等一些岩层较硬的巷道以及一些偏僻落后的小型煤矿的巷道掘进。掘进机掘进是机械化掘进始用于20世纪80年代，它性能好、效率高、掘进速度快、安全可靠。由于其高效、安全等优点，在我国煤矿巷道的掘进得到了越来越广泛的应用。

1　掘进机的优点和缺点

优点：

（1）掘进机最大的优点就是掘进速度快、生产效率高，其速率是钻爆发的约3倍，大大提高了煤矿巷道掘进的经济效益。

（2）巷道质量高，避免欠挖、超挖，用钻爆法不易掌握，常出现巷道质量问题。

（3）使用掘进机对周围的岩石振动小，提高了安全性能；钻爆法易对周围岩层造成破坏，产生裂纹，降低岩层的安全度。另外井下易燃气体多，易造成较大的安全事故。

（4）掘进机液压系统稳定，使用柱塞式变量泵和先导控制阀，高效节能。

（5）电控系统保护装置齐全。

缺点：

（1）前期投入较大，要求施工人员的技术和管理水平高。

（2）机器的体积大，使用场所有一定的要求，对狭窄巷道施工难度较大，不适合短巷道的掘进。

（3）在巷道掘进中，当岩石的硬度超过经济截割时，截齿损坏率高，机器故障多，截割效率低，经济负担增加。

因此，根据煤矿实际情况，地质条件等因素，合理的采用掘进机进行巷道掘进是提高煤矿经济效益、实现安全高质生产的关键所在。

2　工程概况

袁店矿矿井设计生产能力为180×104t/a，煤炭资源较为丰富。煤层赋存稳定。由于该矿的地质条件较好，煤层较为理想，走向较长，总体为一单斜结构，煤层平均厚度约为3.6m，有少量砂岩，适合采用掘进机作为巷道掘进施工。采掘巷道断面为矩形，宽4m高3m，地质条件较为简单稳定，巷道的掘进支护为锚杆永久支护。

3　掘进机的选型

EBZ-160型悬臂式掘进机是新一代科技产品，它具有设计先进、结构紧凑、性能稳定、截割效率高等优点。适用于煤巷、半煤巷以及岩层较软的巷道掘进施工。它由截割部、铲板部、运输机、行走部、液压系统、电器系统等组成。能实现连续截割、装载、运输等功能。整机功率248kW，截割功率可达160kW，截割面积5.5m×4.8m，最大定位截割面积达26m2，截割硬度最高可达80MPa，该机设计先进、整体结构合理。液压系统采用恒功率负载敏感控制，不仅减少了能耗，而且大大提高了密封效果。各油缸动作速度可实现无极调速。截割头采用国际一流技术，小直径截割头，设计单刀力大，截齿布置科学合理，破岩能力强，例如遇到硬岩时，可通过无极调速及时降低截割转速，低速截割减小冲击载荷，增大截割转矩，切断岩面第一运输机、铲板部、行走部均采用低速大扭矩液压马达驱动平稳可靠，截割头可伸缩550mm，该机截割效率高，机器稳定性好，操作维护方便，运行安全可靠。

4　掘进机的掘进施工工艺

（1）掘进机截割时将截割头慢慢接近煤壁，当达到截割深度后，才能根据负荷和机器的振动等情况，加大进给尺度。当需调整时，要注意变动的平稳性，防止设备冲击振动过大。截割头横向进给截割时，必须注意与前一刀的衔接，叠加厚度约300mm左右为宜。

（2）截割方法是截割时利用截割头上下左右移动截割，先截割巷道初步断面，然后再采用修边法进行修整，以到达断面尺寸要求。掘进机先底部掏槽，由底部左侧进刀，左右循环，由下至上的截割方法。从开缺口直接进刀，进刀深度为0.5m左右，自下而上完成初步切割，然后再根据实际情况进行二次修整。横向往复式截割，每5m循环一次。截割完成后，及时用锚杆机打注锚杆进行支护。排矸由掘进机底板部自行装煤，经第一运输机、皮带运输机、刮板机等运至地面煤仓。

5　施工中出现的问题及处理办法。

（1）在掘进中如遇煤层底板突然上升，底板需起坡时，掘进机截割底板，应抬高截割头，使之稍抬高于装载铲板前沿。当完成一截割循环前进时，装载铲板要稍抬高，相应的在变坡点后要把掘进机履带适当垫高，避免履带跑空打滑。当装载铲板抬与所掘巷道坡度一致时，落下装载铲板继续正常截割。如煤层底板下降，底板需降坡时，掘进机下坡掘进，要把装载铲板前面的底板截割的深一些，浮煤务必出清，当装载铲板落到与底板一致时，方可正常作业。

（2）过断层，煤层突然上升或下降时，应根据预见断层的性质与位置，提前10～20m，按±15°坡度线上坡或下坡掘进，以便逐步过渡到煤层。

（3）煤层软且倾角较大，掘进断面一帮见底一帮不见底时，必须注意掌握好掘进机的平衡。当巷道倾角大于10°时，掘进机工作时易产生侧滑，为防止掘进机中心线偏离巷道中心线影响截割，应在截割机不见底的一边履带处要留比底板高一定高的煤层垫平履带，保证掘进机能够平稳工作。

（4）当坡度超过18°时掘进机爬坡困难，改进增强掘进机爬坡能力。可在两侧履带上焊50mm×50mm的钢柱，以改善抓地效果提高爬坡能力。如底板较软，掘进机无法前进时，在掘进机履带前方两侧的巷道壁底打锚，挂钢丝绳、刮板机圆环链，把钢丝绳或圆环链再挂到履带板上和焊接的钢柱上，使履带板在运行时不打滑，截割时不后退，克服了掘进机的爬坡问题。

（5）施工时，如出现过多的涌水，可通过巷道一侧设置的排水沟排水，如顺煤层掘进不能设置排水沟就及时配置排水设备，以便排出井下巷道涌水，保证安全生产顺利进行。

（6）在掘进机掘进过程中，如遇到较硬岩石，掘进机截时机器振动较大，截齿损坏较快。此时应停止截割，避免损坏机器，将掘进机退到安全地带，采取措施将硬岩处理掉后，方可使用掘进机继续工作。