新型液压锚杆钻车在阳煤一矿的高效应用研究

阎小亮

（阳泉煤业（集团）有限责任公司一矿，山西 阳泉 045008）

引言

为提高综合机械化施工程度，充分发挥机械化装备优势，为减少支护时间，解决人工临时支护，利用装备提能和工时优化，降低员工劳动强度，提升大断面煤巷掘进效率，阳煤一矿8305 回风巷推广应用了石家庄天地煤机CMM2-27 型液压锚杆钻车。

1 设备基本参数

1.1 掘锚机特点

CMM2-27 煤矿用液压锚杆钻车与掘进机配合使用，适用于中低型矿山巷道掘进工作面机械化作业，煤巷、半煤岩巷掘进工作面支护作业，能够实现顶、帮同时支护、钻炮孔及探测孔等功能。巷道支护高度3～5.5 m，支护宽度4.5～6 m，适应巷道工作坡度为±16°。

1.2 设备特点及技术参数（见表1）

表1 液压锚杆钻车主要技术参数表

2 巷道基本情况

2.1 巷道概况

8305 工作面回风巷位于南北翼瓦斯联络巷以东，三采区西副巷以西，8304（西部）回采工作面（已回采）以南，8305（西部）工作面低位抽采巷以北。设计长度为1 060 m，巷道坡度平均4°，净宽5.5 m，净高3.8 m，净断面20.9 m3。

2.2 顶板岩性

巷道直接顶为0.6 m 黑色泥岩，基本顶为6.64 m灰色石灰岩。

2.3 支护形式

采用“W 钢带+锚索+补强锚索+经纬金属网”联合支护。钢带使用BHW-1040-280-4-5600 的6眼W 钢带；排距1 000 mm，间距1 040 mm，每排布置4 根主锚索和2 根补强锚索，补强锚索第一排布置在钢带2、4 眼内，第二排布置在钢带3、5 眼内，依次交替布置。主锚索使用Ф21.8 mm×4 200 mm 的锚索,补强锚索使用Ф21.8 mm×6 200 mm 的锚索（斜切头）,托板使用300 mm×270 mm×14 mm 的可调心W 型托板+调心球垫，锚固剂使用MS 双速23/120型树脂锚固剂，顶网使用6 500 mm×1 200 mm 的经纬金属网。

采用“锚索+双层金属网”联合支护，每排每帮布置4 根锚索，排距1 000 mm，间距从顶板至底板依次为400 mm、1 000 mm、1 000 mm、1 000 mm、500 mm。帮锚索使用Φ17.8 mm×4 200 mm 的锚索，锚索托板使用300 mm×300 mm×12 mm 的拱型托板配合调心球垫，药卷使用MS 双速23/120 型树脂锚固剂。金属网双层布置，双边连接。

3 设备配套和工艺

8305 回风巷设备有EBZ-260 型综掘机1 台，SSJ-800 型皮带机3 部，CMM2-27 液压锚杆钻车1 部。

掘进时采用综掘机进行截割、装载，CMM2-27液压锚杆钻车临时支护和永久支护，运输使用皮带机出煤。截割完后，先退出掘进机，把液压锚杆钻车开进煤头，将已绑好的钢带和网抬到钻车上，使用前支撑机构升起临时支护装置，使钢带紧贴顶板后进行支护。由左右钻臂先施工顶板范围内锚索眼位，再施工每帮最上2 排锚索，下部帮锚索由锚杆钻机施工。

生产班工艺流程：检查工作面隐患→截割（同时装料运输）→停机→退出间距→敲帮问顶→开进液压锚杆钻车→打开临时支护→操作钻臂→ 进行永久支护→进入下个工作循环。

4 进展情况及分析

4.1 累计进尺情况

从2 月26 日四点班开始试用，截止4 月25 日，累计施工58 d，累计施工451 m，平均日进尺7.8 m，最高日进10 m。其中日进9～10 m 占8%，日进7～8 m占84%，其余占8%。

4.2 生产阶段情况

前期磨合：2021 年2 月26 日—3 月6 日，掘三队一组员工试用液压锚杆台车，初期适应阶段，班进尺由2 排提高到3 排。

稳固提升：2021 年3 月7 日—4 月26 日，员工操作熟练度提高，班进达4 排以上，日进达8～10 排。

4.3 正常条件进尺情况

3 月7 日—4 月25 日，现场无构造及其他事故影响，48 d 累计施工404 m，平均日进8.5 m。

4.4 工时工效

检修班：07：30—14：30，作业时间约7 h。零点班：23：00—9：00，开机时间23：30，工作面时间10 h。中午班：13：00—23：00，开机时间14：30，工作面时间10 h。利用交接班交叉时段进行备料准备。

现各工序主要用时见表2；截割用时（循环2 排割煤用时）60 min；退掘进机、进液压锚杆钻车用时10～20 min；临时支护用时10～20 min；单排支护用时（成熟阶段平均一排支护用时）80 min；循环用时（一个循环2 排环用时）180 min。

表2 用液压钻车单根锚索用时统计表

5 应用效果分析

5.1 工艺对比

通过和锚杆钻机、天巨重工液压锚杆钻车工艺进行对比分析，比较各项指标，综合评定综合性能。（见表3）

表3 工艺分析对比表

5.2 液压锚杆钻车优势

1）液压钻车有前支撑顶钢带用作临时支护，改变了原来的人工用单体柱打临时支护的工艺，并且实现机械化进行临时支护，安全性有较大提升。

2）液压钻车实现机械化钻眼，循环支护用时掘进效率提升10%。液压钻车减少工人们的工作强度，操作方便省力。

3）液压钻车注锚索时扭矩较大，搅拌锚固剂效果较好，不会发生外露长的问题，提升了施工质量。

4）作业人员操作台与钻臂有一定的距离，能有效杜绝在打眼过程中因钻杆断折导致的人身伤害事故。同时，两部操作台各配备急停按钮，遇突发情况可实现急停断电。

5.3 存在问题及建议

5.3.1 存在问题

1）液压钻车由液压油缸提供动力，转速快，扭矩大，液压钻车对钻杆质量及人员操作要求较高，否则钻杆在打钻过程中就容易损坏。

2）钻杆座钻杆插孔容易磨损变形。

5.3.2 其他建议

1）扶钎器有局限性，在打钻过程中钻臂无法移动，一旦钻臂受力偏离，很难回到原位，建议拆除。

2）建议将临时支护前支撑加长，可以一次支护两排钢带。前支撑下放角度加大，便于往上放钢带。

3）推进部滑道架较长，导轨油缸行程短，钻臂伸缩油缸行程短，加长之后一个循环两排可以不移动钻车。

4）液压钻车具有拆卸钻杆的反转功能，实际使用过程中不能有效拆卸钻杆套，并且钻杆损坏较为严重，现状为依旧使用管钳拆卸钻杆，建议改进。

5）加油口不是很理想，水的泄压阀正好在加油口上方，影响加油，建议改进。

6）防护盖不合理，拆卸钻车操作手把下面的盖时，必须得把座椅，侧盖都得拆掉才能拆开，建议改进。

7）管路暴露在外面太多，易损坏，不好维护。

8）钻臂最下方衬板短，容易造成钻臂变形，建议加长钻臂最下方衬板长度。人员操作平台展开后，容易发生变形，建议改进。

6 应用效果分析

通过试验分析，液压钻车表现出了良好的综合性能，实现了临时支护、永久支护的机械化作业，提升了掘进装备机械化、连续化水平。随着新型液压锚杆在阳煤一矿试用推进，日进尺提升到8～9 m，掘进效率得到提升，并表现了出了安全高效等特点，也具有良好的稳定性，取得了可观的应用效果，可以在适用的综掘工作面进行推广。