EBZ-260掘进机及其配套设备在煤矿中的应用

刘海云

（汾西矿业水峪煤业， 山西 孝义 032300）

1 工作面概况

需要开采的煤巷，北面为5201已采工作面，南边为李家村大断层，西侧为采区南轨道大巷，东侧靠近下山胶带大巷及轨道巷。采区开掘的为沁水盆地9号煤层，该煤层位于二叠系山西组岩层中，沉积类型为陆相湖泊型。煤层厚度在7m左右，且煤厚分布均匀，整个煤层含有矸石层4层。在巷道掘进的初期，采用的掘进机类别为EBZ150型掘进机，同时掘进过程中配套使用气动钻机进行锚杆的支护工作。但当煤岩巷道掘进至1 150m位置时，巷道掘进工作进入岩巷掘进阶段，岩巷长度约为350m。煤巷的掘进过程中两个断层逐渐显露，且巷道南侧平行存在大断层，断层高度差约为50m，与已采巷道之间形成约为75°的夹角。此外，通过GPS技术发现巷道边缘仍然存在正断层，且断层高度差约为5m，与巷道之间的夹角约为70°。由此可知，巷道的掘进工作由煤巷掘进转至半煤岩巷掘进，根据地质勘探结果，巷道围岩的主要类型为坚硬的砂质泥岩，硬度系数在5～7之间，对于掘进机及配套锚杆的要求较高。

2 掘进机及其配套设备

2.1 EBZ260型掘进机

EBZ260型掘进机主要包含液压系统、润滑系统、电气系统、水系统、本体部、截割部、行走部、铲板部、后支撑部。

2.1.1 适用范围

此掘进机主要适用于节理发育的煤巷、岩巷的掘进及主煤岩节理不发育的煤岩巷道类型[2]。掘进机通过第二运输机与胶带运输机、梭车及自卸车实现配套合作，共同完成巷道的掘进及运输工作。EBZ260型掘进机最大截割深度可达5m，可以截割岩石强度在85MPa以下的岩层，适合在坡度小于18°的情况下开展相关工作。

2.1.2 主要特性

EBZ260型掘进机的截割头类型D100型高强度截割头，截割能力强，截割效果好。同时，此掘进机的全部操作程序都集中于操作台，配套设置了工作台。操作台内包含液压及机械控制仪表，并且都分布在司机能够独立操作的空间范围内。操作空间内工人的视野比较开阔，各项操作较为简单，安全系数高，能够有效实现精准高效作业。

2.2 CMM2型液压钻杆车

CMM2型液压钻杆车主要包括液压系、操作系统、前部支撑、钻臂、机体部、前铲板部及前后推进器等。

2.2.1 适用范围

CMM2型液压锚杆钻车能够在实现顶帮支护、打炮眼及探测孔的同时实现巷道掘进工作面的支护。它适用于巷道高度在2.5～4.1m情况下的巷道支护，支护宽度在4.5～5.3m之间，适合在坡度小于15°的情况下开展相关工作。

2.2.2 主要特性

CMM2型液压锚杆钻车具有结构强度高、安排合理及紧凑、刚性好等特点；整个系统采用液压进行控制，方便工人操作；设备行走部驱动方式为马达驱动；多台锚杆钻机之间是独立的关系，工作期间互不影响，同时工作效率较高；整个系统占地空间小，运输方便；在设备上包含前部支撑结构，能够有效保证作业人员的安全；设备工作效率高，运行安全，易于维护。

2.3 湿式风幕除尘系统

此风幕除尘系统主要包含抽出式对流风机、风机轮小车、除尘器小车及除尘器、连接部五部分，其结构组成如下页图1所示。

2.3.1 工作原理

此除尘系统主要是将粉尘由一种气流转移至另一种气流中，利用水及粉尘之间的相互作用，经过湿式风幕将粉尘及气流进行分离，最终实现降尘的目的。

图1 风幕除尘系统组成

2.3.2 适用范围

此装置适用于矿井粉尘较为集中的作业区域，可以将粉尘含量较高空气及时净化，同时消除混合气体中的有毒有害成分，符合现阶段煤矿的生产需求，在保证掘进自动化操作的同时满足监控可见度的要求。具有除尘率高、噪音小、风量大等特点。

3 巷道掘进施工工艺

3.1 掘进机工艺顺序

破碎岩石—掘进机回撤—敲帮问顶—锚杆钻车进入工作面—进行巷道的支护工作（临时支护、铺网、打锚杆）—液压钻车退出工作面—掘进工作验收—下一次循环作业。巷道掘进完毕后，将整个机组退出，进行后续的掘进机回采工作。

3.2 掘进机改进

EBZ260型掘进机可以智能地遥控截割头及整个截割部的作业程序。通过对截齿的排列进行优化后，设备的单轴抗压能力增强，破岩能力增强。对于装岩及破岩操作实现自动化流程，有效减少工人作业强度，优化了作业环境条件。

3.3 掘进后支护工艺

巷道开始掘进后，首先应当对巷道进行临时支护，主要支护方法为利用锚杆钻车前端的支护装置及时支护顶板，在临时支护的前提下进行铺顶网、打锚杆等永久支护操作。

3.3.1 顶锚杆安装顺序

两台钻车同时安装顶锚杆，其中，左侧钻车的前钻负责打设位于钻车左侧的四根锚杆，右侧钻车的前钻负责打设位于钻车右侧的三根锚杆。同时，左侧和右侧钻车前钻分别先打左边和右边的第二根锚杆，其次右侧钻车打右边顶角锚杆，左侧钻车打左边第四根，右侧钻车打右边第三根，左侧钻车打设左边的顶角锚杆，最后由左侧钻车完成左边第三根锚杆打设。重复以上操作，直至完成全部锚杆安装。

3.3.2 帮锚杆安装顺序

左侧钻车及右侧钻车的后钻分别打设位于左侧帮和右侧帮的锚杆。左右两台钻车在同时进行帮锚杆的打设工作时，分别按照自上而下的顺序进行打设。由于帮锚杆是通过后钻完成相关工作的，因此，在巷道两帮层理发育不明显及两帮无片帮、节理发育不明显时，帮锚杆的最大控制距离为5.6m，最小控制距离为4.2m。当两帮存在严重片帮及节理层理发育较严重时，可以采用气腿式的方法打设帮锚杆，同时，在退出打钻时，需要用该方法及时完成钻孔的相关打设工作。

4 结论

1）EBZ260型掘进机用于开掘350m的岩石巷道取得了较好的工程效果，证明了EBZ260型掘进机采掘具有安全系数高、掘进效率高、操作程序简单等特点。

2）CMM2型液压锚杆钻车有效提高了锚杆的钻打效率，改进之后的平均进尺量可达12m/d，有效提高了钻采效率。