掘进巷道机械设备配套选型及应用

武文豪

（晋能控股煤业集团雁崖煤业大同有限公司， 山西 大同 037031）

1 塔山三盘区5311 巷概况

塔山三盘区5311 巷南部走向布置，巷道西部为2311 巷，北部为三盘区大巷，东部及西部为实煤区。5311 巷长度为1 400 m，巷道断面规格为宽×高=4.8 m×3.7 m，巷道掘进煤层为石炭系3 号-5 号煤层，煤层平均厚度为11.7 m，施工巷道从三盘区辅运巷开口沿煤层底板进行掘进。

5311 巷掘进区域地质条件复杂，巷道在掘进过程中预计揭露2 条正断层，断层平均落差为1.4 m，平均倾角为42°，断层对巷道掘进影响不大；根据钻探资料显示，巷道在400～800 m 段存在煌斑岩侵入现象，对巷道掘进影响较大。

5311 巷采用综合机械化掘进工艺，采用EBZ 型掘进机进行掘进，采用带式输送机进行运煤，采用液压锚杆机进行钻孔施工，采用锚杆（索）进行顶板支护，为了保证巷道安全快速掘进，降低巷道内设备故障率，提高巷道围岩稳定性，决定对巷道内机械设备配套选型进行分析研究。

2 巷道内支护设备及支护参数

5311 巷掘进期间采用综合机械化掘进工艺，巷道内设备主要由掘进机、转载机、带式输送机、液压钻机、隔爆开关、应急水泵、综合保护开关、局部通风机、移动变压器等[1]。

1）掘进机型号及参数：巷道内主要采用EBZ260型掘进机进行掘进，掘进机总长度为12.63 m，牵引力为605 kN，卧底深度为300 mm，爬坡能力为±18°，可切割岩体硬度为110 MPa，电机截割功率为200 kW，生产能力为4.3 m3/min，供电电压为1 140 V。

2）转载机：转载机设计长度为16 m，主要由电滚筒、阻燃输送带、转载机架、挡煤装置、跑车、托辊等部分组成，转载机尾部与掘进机连接，头部采用跑车与过渡架活动连接，转载机采用功率为11 kW 电滚筒驱动，采用掘进机电控箱进行供电。

3）带式输送机：5311 巷掘进过程中采用的带式输送机型号为SSJ-800 型，输送机电机功率为40 kW，输送带宽度为0.8 m，输送机主要由卸载滚筒、驱动滚筒、阻燃输送带、H 架、清带器、电机、减速机等部分组成[2]。

4）液压钻：工作面采用的液压钻机型号为MYT-190/240 型，配套设备主要由BMYT2A 型双泵液压泵站和进回油胶管，液压钻机额定压力为17 MPa，额定流量为45 L/min，额定扭矩为190 N·m，额定转速为240 r/min，最大推进行程为1.97 m；泵站电机功率为18.5 kW，电压为380 V。

5）局部通风机：5311 巷采用的是变频局部通风机，共计两台，风机功率为55 kW，风机可根据巷道掘进深度风机可自动变频，实现风机自动控制风速的目的，利用直径为1.2 m 柔性风筒将风量引进至工作面，相邻两节风筒之间采用拉链式连接。

3 巷道内机电设备配套应用

3.1 巷道掘进前期运输系统

由于5311 巷采用东西走向布置，巷道开口位置位于运输大巷，运输大巷东部依次为胶带大巷、回风大巷，胶带大巷与运输大巷预留30 m 保护煤柱，为了保证巷道掘进具有稳定的运输系统，在5311 巷开口对面帮预先施工一个皮辅联巷，联巷长度为30 m，宽度为4.5 m，高度为3.7 m。皮辅联巷掘进贯通后采用掘进机进行5311 巷掘进施工，巷道在前50 m 掘进过程中采用装载机将煤矸运输至胶带大巷上。

3.2 高架皮带施工

5311 巷掘进50 m 后采用装载机运煤时运距长、运输效率低且安全系数低，决定在巷道内安装一部SSJ-800 型带式输送机，输送机机头与盘区输送机搭接，带式输送机机尾安装5311 巷50 m 处；采用传统方法安装该输送机时输送机需横穿辅运大巷，不利于辅运大巷行车及行人，所以决定在巷道内安装高架皮带。

1）高架皮带即在辅助运输大巷上架设高架桥，然后在高架桥上安装带式输送机，从而解决了传统输送机安装时对运输大巷行人、行车影响的技术难题。

2）高架桥主要由高架腿、高架桥面、高低腿等部分组成，高架腿主要由两根长度为2.6 m 工字钢梁焊接而成，高架腿成H 型，宽度为1.5 m；两架高架腿分别安装在5311 巷开口以及皮辅联合开口处[3-4]。

3）高架桥面主要由两根长度为5.0 m 工字钢梁以及10 根长度为1.5 m 槽钢组成，桥面与高架腿之间采用卡缆进行固定，高架桥面安装后在桥面上铺设木板；高架腿两侧各安装10 组高低腿，高低腿安装后成8°斜坡，直至过渡至与普通H 架对接。

3.3 巷道掘进设备配置

1）5311 巷掘进50 m 后在皮辅联巷以及5311巷内安装一部SSJ-800 型带式输送机，巷道掘进50 m 后按设计拐弯需掘进回风绕道，回风绕道设计长度为150 m，回风绕道前50 m 掘进时，采用耙岩机与巷道内输送机联合出煤；回风绕道掘进50 m 后在回风绕道内安装第二部带式输送机，并与头部输送机搭接联合出煤。

2）5311 回风绕道掘进到位后5311 巷继续掘进，此时拆除回风绕道内带式输送机，当5311 巷掘进长度达100 m 时，在5311 巷内安装第二部带式输送机，第二部输送机机头与二部输送机机尾固定搭接。

3）在第二部带式输送机机头处安装8 组伸缩装置，共计长度为24 m，伸缩装置内可储存输送带长度为50 m，二部输送机尾部安装8 组过渡架，长度为24 m，过渡架上安装电缆框以及以及通过转载机跑车与转载机连接[5]。

4）转载机与EBZ260 型掘进机连接，掘进机载割煤过程中在前移、后退过程中转载机可在过渡架上自由移动；随着工作面延伸转载机在过渡架上移动距离逐渐缩短，可通过伸缩装置延长输送带长度，然后利用掘进机对带式输送机进行自动移尾，如图1 所示。

图1 5311 巷掘进期间设备布置平面示意图

4 结语

在机械化掘进工作面中机电设备应用相对较多，若巷道在掘进过程中机电设备配置不合理，不仅增加设备故障率，降低了巷道掘进效率，而且很容易发生重大机电事故，所以掘进巷道设备合理配置，对巷道安全快速掘进起着重要作用；5311 巷掘进期间通过合理优化工作面机电设备配置，巷道在后期掘进过程中煤流系统运行稳定，各类设备可协调运行，巷道掘进效率达11.2 m/d，取得了显著应用成效。