煤矿用挖掘式转载机在瓦斯突出矿井中的应用研究

李朋威

摘要：在矿井建设中，机械化作业线的配套无疑处于非常重要的地位。在前几年主要施工的低瓦斯矿井岩巷施工中，耙斗式装岩机得到了普遍应用，也取得了很好的技术经济效果。随着瓦斯矿井施工的增多，安全管理更加严格，耙斗式装岩机越来越受到限制。作为替代者，煤矿用挖掘式装载机开始进入应用。赵固二矿西轨道底抽巷应用煤矿用挖掘式装载机配合二运电动滚筒皮带机、伸缩带式输送机及排矸巷矸石仓中转站，为岩巷快速掘进的施工工艺及施工设备的配套积累了宝贵的现场经验，取得了很不错的技术经济效果。

关键词：煤矿;挖掘式转载机;瓦斯突出;矿井;应用

1工程概况

西轨道底抽巷设计长度为2051m，巷道平均坡度-5°，2019年7月，已掘进至通尺1973m处，剩余78米掘进到位;西轨道底抽巷及钻场掘进断面为直墙半圆拱，掘进断面规格为宽×高=5320×4150mm，直墙高度1490mm，面积为19.04m2。西轨道底抽巷掘进地层位于二叠系下统山西组下部砂质泥岩、泥岩、L9灰岩中，该区域砂质泥岩、泥岩平均走向180°，倾向270°，沿掘进方向岩层倾角平均为5°。该条巷道主要担负矿井西翼瓦斯抽采任务。

2煤矿用挖掘式转载机在瓦斯突出矿井中的应用

2.1施工工艺流程

掘进工作面施工流程：循环进尺1.6m，每班一个循环，两循环一支护。工艺流程：交接班→安全确认→引中腰线→画巷道轮廓线→打上部眼→安装迎面墙防护装置→出矸→打下部眼→拆除迎面墙防护装置、防护挖掘式装载机→检查甲烷浓度→下部眼装药、连线→检查甲烷浓度→跟班队长炮前汇报、站岗、爆破→检查甲烷浓度、验炮→上部眼装药、连线→检查甲烷浓度→跟班队长炮前汇报、站岗、爆破→检查甲烷浓度、验炮→敲帮问顶→喷浆→窜前探梁（褙紧褙牢）→铺网、打锚杆、锚索，依次循环。

2.2装载与运输

1）矸石运输方式

矸石通过挖掘式装载机装岩→西轨道底抽巷带式输送机及刮板输送机→排矸巷带式输送机→排矸巷矸仓装车→轨道大巷→副井底→地面。

西轨道底抽巷输送机安装在巷道右帮位置（面向迎头），采用地锚固定在巷道底板。在输送机需要行人位置安设过桥，供人员跨越带式输送机时使用。输送机起吊有人员通过时，下部必须按要求安设防护网，防止矸石坠落。

2）材料運输方式

辅助运输采用轨道运输方式。轨道大巷采用蓄电池机车及无极绳绞车牵引矿车、平板车等运送（出）物料，西轨道大巷、西轨道底抽巷均采用无极绳绞车牵引矿车、平板车等运送（出）物料至西轨道底抽巷车场后由调度绞车牵引矿车、平板车等运送（出）物料至工作地点。

材料及设备运输路线：副井底→轨道大巷→西轨道大巷→西四横贯车场→西轨道底抽巷→西轨道底抽巷车场，之后由调度绞车将物料运至施工地点。

2.3爆破作业

1）炸药为三级矿用乳化炸药（φ32×220mm），雷管使用煤矿许用8号毫秒延期电雷管，最后一段延期不得超过130ms。使用三段电雷管，正向装药，串联连线。

2）根据岩石硬度布置周边眼间距：软岩石应取300～400mm，光爆层厚度不大于600mm，周边眼应布置在轮廓线内沿50mm以内，炮眼间排距误差不超过40mm。

3）钻眼时，严格掌握炮眼方向，先在巷道中心钻出一个中心眼，插入一根标杆，作为其它炮眼的定向标志，确保钻出的周边眼平直。

4）周边眼采用空气柱装药工艺。周边眼装药时，必须将药卷送至眼底，使用炮泥封孔前，先用一根棉线绳拴住一卷充好水的水炮泥一端，将水炮泥送入孔内300mm，然后一手拉住棉线绳不动，一手用粘土炮泥将眼孔封实，保证封泥长度800mm。封孔使用的炮泥必须保证柔软和粘度，确保封孔效果密封不透气，严禁使用硬化（水份散失）的炮泥。

2.4 ZWY-150/55L型煤矿用挖掘式装载机使用与操作

（1）打开电源总开关。（2）启动电机。（3）待10秒启动完成后才能带压力使用。停机4小时以上要让泵空运转5～10分钟，才能带压力工作。（4）将运输槽铲板降至地面。（5）操纵机器向前推进，把石料聚拢，同时把地面推平。（6）确认转载车辆进入本机的卸载部位后把手柄扳至输送正转。（7）操纵先导阀依次让大臂抬起、小臂伸出、把铲斗放至与小臂约成一线的位置，然后将大臂放下、小臂收回（同时使大臂上下微动），即可将石料扒进运输槽。转动回转臂可在较大的范围内扒取，根据石料的远近不同适当收放铲斗将有利于扒取。在扒取过程中一般不应将各臂运动到极限位置，以避免经常过渡冲击，缩短机器的使用寿命。同时可避免因过载阀经常溢流而产生油温过高的现象。特别要注意不准使铲斗直接撞击运输槽，否则将造成槽体严重变形。

3效果评价

煤矿用挖掘式装载机在赵固二矿西轨道底抽巷施工中取得较好的技术经济效果。总结经验的同时，有以下几点体会：1、与传统P-90B耙斗式装岩机出矸能力为95m3/h-104m3/h，ZWY-150/55L型煤矿用挖掘式装载机的出矸能力为150m3/h，明显比耙斗式装岩机大，完全可作为耙斗式装岩机的替代者。2、煤矿用挖掘式装载机还可起到辅助顶板和迎头工作面敲帮问顶的工作，比传统的人工方式，更安全更高效，清理浮砰更彻底。3、此套挖掘式装载机后配合可伸缩二运皮带机，减少设备拉机尾次数，成套的机械化作业线为快速掘进夯实了可靠的硬件基础。4、高效、适用的机械化作业线，并不会一定就能带来好的进尺，需要管理的支撑，从设备操作、保养、维修、配件供应到劳动组织一整套的高水平管理的支撑。

结语

与刮板输送机配合使用在巷道开口、短距离巷道、煤巷掘进等作业中，由于系统简单、机动灵活，为施工带来很大方便。但由于刮板输送机在较坚硬岩巷中使用时，故障率高、磨损严重，限制了该作业线的使用范围。赵固二矿西轨道底抽巷在掘进过程中使用ZWY-150/55L型煤矿用挖掘式装载机配合二运电动滚筒带式输送机、伸缩带式送机以及排矸巷矸仓，确保工作面出矸不受外界因素影响，为岩巷工作面快速掘进积累了宝贵经验;另外，煤矿用挖掘式装载机还可起到辅助顶板和迎头工作面敲帮问顶的工作，比传统的人工方式，更安全更高效，清理浮砰更彻底，巷道安全生产标准化得到进一步的提升。总之，煤矿用挖掘式装载机在岩巷快速掘进中具有较高的推广价值。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2002.