钻装机机组在岩巷快速掘进中的应用与分析

顾俊杰

（阳泉煤业（集团）有限责任公司一矿，山西 阳泉 045008）

1 工作面概况

北翼材料巷设计长度1 000 m，为拱形断面，巷道净宽4.6 m，巷道净高3.9 m。顶板采用“锚杆+锚索+钢筋网+喷浆”联合支护；每排布置11 根锚杆，排距800 mm，间距700 mm，锚杆使用Φ20 mm×2 400 mm 左旋螺纹钢锚杆，托板使用150 mm×150 mm×10 mm 拱型托板+调心球垫+尼龙垫圈，药卷使用MSCK23/60 型树脂锚固剂；锚索三花“二一二”布置，即第一排布置1 根锚索在排与排之间的顶板正中上，第二排布置2 根锚索，两根锚索分别距顶板正中1 500 mm，排距800 mm 依次布置。锚索使用Φ21.6 mm×6 200 mm 的钢绞线，托板使用300 mm×300 mm×14 mm 可调心拱型托板+调心球垫，药卷使用MS 双速23/120 型树脂锚固剂；顶网使用2 000×1 000Φ6.5-100×100 的钢筋网。

两帮采用“锚杆+钢筋网”联合支护；每排每帮布置2 根锚杆，排距800 mm（顶板破碎时700 mm）；间距700 mm，锚杆使用Φ20 mm×2 400 mm 的左旋螺纹钢锚杆，托板采用150 mm×150 mm×10 mm 拱型托板+调心球垫+尼龙垫圈，药卷使用MSCK28/60型树脂锚固剂，帮网使用2000×1000Φ6.5-100×100 的钢筋网。

2 设备简介

CMZY2-120/18 煤矿用钻装机组（简称“钻装机”）是一种集凿岩与装载两种功能于一体的高效连续作业装备。钻装机总图如图1 所示。主要用于矿山岩巷、引水洞以及其他工程巷道中的掘进作业。其应用不仅提高了掘进速度，降低了工人的劳动强度以及提高了施工作业安全，同时实现了岩巷快速掘进的机械化作业需求，并且解决了中小巷道多种设备错不开车的问题。钻装机组两个钻臂可同时对巷道工作面迎头打放炮孔。反铲机构扒臂扒取远处的岩石，送入刮板运输机，刮板运输机从尾部将岩石卸入矿车或皮带运输机中，也可以用扒斗来清理工作面。扒臂上集成破碎锤，使用时不需拆卸，当遇到大块岩石可以使用扒臂上破碎锤进行破碎。

图1 钻装机总图

3 设备技术参数（见下页表1）

4 工艺及配套

采用钻装机湿式钻眼，毫秒延期电雷管一次起爆的方式爆破，钻装机装载、皮带机运输的施工方法。如遇矸硬，爆破效果差时，可以采用分次起爆的方法（先拉槽，后开帮、压顶）。工作面前往为钻装机，通过桥式转载机和皮带机机尾跑到搭接方式实现连续运输。通风采用FDⅡ-2×55 kW 对旋式“双风机双电源”风机通风，风机使用变频开关，实现风电、瓦斯电闭锁及自动切换。正常顶板循环进度1.6 m，最大控顶距2.1 m，最大空顶距0.5 m；顶板破碎时循环进度0.7 m，最大控顶距1.2 m，最大空顶距0.5 m。

5 应用效果分析

通过6 个月的使用，钻眼速度是人工钻眼的3倍，眼深由1.8 m 提高到2.0 m 以上，循环进度增加到1.8 m 以上。最高进尺125 m，最低进尺100 m，正常月进水平保持在110 m，较原水平提升30 m。

5.1 设备优点

1）钻机打眼速度快，岩石越硬越能发挥作用，基本上是YT29 凿岩机的单台机的三倍以上效率。

表1 CMZY2—120/18 钻装机技术参数

2）由于跑道长，退机距离远，基本上消除了放炮对设备的损伤，提高了放炮进尺效率。跑道加装底轮，虽然跑道长，但杜绝了钻装机拉不动跑道的现象（原装载机经常出现的弊病）。

3）二运机尾采用缓冲床设置，有效避免了矸石对皮带的损伤，同时杜绝了矸石摔落伤人事故。

4）凿岩钻孔速度快。液压凿岩机由液压系统的油缸牵引动作，油缸由多路阀控制实现动作，多路阀控制方式由先导液控和手动控制组成，操作方便，降低了人员的劳动强度。

5.2 设备缺点

1）龙门架太低，可通过最大矸石尺寸不得超过400 mm×400 mm。

2）运输槽机构设计不完善，表现为铲板窄、耙斗容积小，耙斗臂短，运行辐射范围受限，导致出矸能力受制约。

3）行走时铲板要抬起离地，达不到把矸石聚拢，同时把地面推平的效果。

4）二运桥架太高、行走轮沿太窄，钻装机和二运连接装置接触面积小，稳固力弱，遇到钻装机大角度运行或钻装机左右高低不平时，二运四轮重心不稳，导致二运机头左右晃动幅度大，易发生倾覆事故，威胁员工的人身安全。

5）管路布置不合理，给维护和更换造成不便。

6）由于升降油缸设置在出矸槽上方，由于矸石碰撞导致油缸接头损坏和油管断裂事故，生产运行受限。（结合生产实际考虑后，没有安装锚杆（锚索）暨装岩转运机。

5.3 使用期间改造项目

将二运部分上井，重新对二运底回轮和二运支撑转动轴进行缺陷部分改进，同时在井下对钻装机升降油缸外的小溜龙门架进行加高处理，提高150 mm 后对升降油缸加装碰撞挡板，对机尾处和二运的连接装置进行改进，加大接触面，增加稳固度。

改进后的钻装机继续投入使用，期间配合单臂钻机进行了打进度眼的操作，普遍反映钻眼速度快，但安眼过程中的稳眼比较费事。

6 结语

钻装机在北翼材料巷的应用，给岩巷掘进工艺带来了改变和突破，找准了岩巷进尺突破的关键，即通过装备提升机械化，实现岩巷掘进工序环节的机械化及进尺效率的提升，为岩巷掘进提供了保障。