掘进机在煤矿掘进中的有效利用

孙军

（龙煤集团鹤岗分公司峻德煤矿，黑龙江 鹤岗 154111）

掘进机在煤矿掘进中的有效利用

孙军

（龙煤集团鹤岗分公司峻德煤矿，黑龙江 鹤岗 154111）

掘进机在煤矿的使用，改变了煤矿传统的掘进方式，提高了工作面的工作效率，质量、改善了工作环境，大幅度降低了劳动强度，解放了生产力。

掘进机；掘进机二运；工程质量；单进速度；经意效益

随着煤矿科技的不断发展，建设高产高效矿井的理念深入人心，掘进机在峻德煤矿广泛应用，大幅度的提高了掘进队的单进，解决了生产接续紧张的问题，已取得了显著的经济效益，有效地缓解了采掘接续紧张的局面。因此，进一步提高煤巷及半煤岩巷的综掘机的利用率是我矿煤巷当前重要课题。

1 目前掘进机破煤机理与缺点

掘进机是掘进工作面综合机械化掘进组成的一部分，综合机械化掘进就是以掘进机、转载机及可伸缩带式输送机配备作业线进行掘进作业。2010年5前，峻德矿掘进系统是以掘进机在场子头施工，掘进机后跟40T溜子，40T溜子搭接三运皮带，这种相对落后的运输方式，此种运输方式的缺点是：掘进机割煤前施工人员需先延40T溜子槽，每使用70米需爬溜子延皮带，笨重的溜子及皮带，即增加了劳动强度，又浪费了大量的时间。每月至少要预留出2至3天的爬溜子延皮带时间，影响了单进速度。

随着掘进生产工工艺的发展和改进，此运输方式已经无法满足生产连续性的需要，为此进行了如下掘进机配套使用的改进：

2 掘进机配套设备二运的初步使用：

为解决掘进施工时频繁延溜子槽，我区使用了二运和龙门架，二运每节长3米，节与节之间使用连接销连接，二运尾部与掘进机使用带横向和纵向的连接器连接。避免了掘进机左右摆动和施工正负坡时二运龙门架掉道的麻烦。

二运头部使用龙门架支撑，龙门架下左右各两个行走轮，在轨道上前后走动。为避免行走时龙门架掉道，在行走轮的轮上设计轮圆。

2.1 掘进机使用二运的优点：

⑴掘进速度较高、机体灵活，可掘各种形状和断面的巷道。⑵降低工人劳动强度提高效率。⑶掘进机二运能整体进退，便于装运煤的连续。⑷减少延溜子的次数，增加一次延溜子长度，每天大班延一次溜子并且延接溜子可达到10米以上。

2.2 此种二运缺点：

⑴每70-80米撤一次溜子，抻一次皮带，之后逐渐再延溜子，再撤溜子延皮带，如此往复下去即。⑵延溜子撤溜子、延皮带浪费大量的人力抬槽抬链和溜子大件。⑶浪费大量的时间，使生产达不到连续性。

2.3 掘进机械化装备的选择

掘进机在我矿的应用越来越广，如何发挥掘进机性能，需考虑型号的选择。设备的选择亦须“因地制宜”,即设备所具有的功能与合适的、能让这些功能充分发挥的条件相匹配。掘进机械化装备的选择可以从掘进巷道围岩性质、断面形状等（如煤性、巷道断面积、掘进长度、支护方式）以及配套关系两方面来考虑。通常情况下我们以岩性、掘进长度和巷道断面积作为设备选型的依据。

⑴按煤（硬度）性选择

峻德煤矿煤层共计23层，现开采的煤层为3、9、17、21、22-1、23、27-1、28、30、33-1、35 等共计11个煤层（其它煤层在本区范围内不可采）

按煤层硬度划分 3、17、21、23、27-1、28 均为中硬普氏系数 F=3，9、30、33-1 均为硬煤普氏系数F=4；以EBJ-120（S1）中型悬臂式掘进机为例，该机经济切割强度≤60MPa（60MPa相当于F=6）。

按煤（硬度）性选择，我矿所开采的煤层均可适应综掘机切割。

⑵按巷道长度选择

现在煤矿开采及煤层防火技术不断的提高，采区设计理念有所转变，采区巷道尽可能布置在煤层中，并且加大走向长度。这就为使用掘进机提供条件。我矿煤巷掘进已进入二水平北部，二水平北部煤层比较稳定且走向较长（有的是两个采区联合布置，跨上山开采），很适合掘进机施工。尤其是我矿引进了综合机械化开采技术及设备进行开采,综合机械化采煤的发展势必带动煤巷掘进机械化的提高，采用综合机械化掘进技术来保障综采接续是必然的趋势。

当巷道长度小于200米时，宜选择普掘。

当巷道长度大于200米小于300米时，应考虑掘进机施工。

当巷道长度大于300米时，工期较紧应采用掘进机施工。

当巷道长度大于400米时，应采用掘进机施工。

由于掘进机的运输、按装需5--7天，时间较长，按装时场子不能正常施工,但正常使用时掘进速度较快。所以当巷道长度较长，且工期要求较急时，掘进机应是比较好的选择方案，而当巷道长度较短，且工期不十分苛求时，就可选择比较经济普掘方案。

⑶按巷道断面积选择

峻德煤矿回采掘进单一分层和一分层都采用锚网支护，锚网支护占回采掘进进尺的90%以上，锚网支护技术的应用有利于掘进机械化的发展，并给掘进机的使用提供足够空间。我矿煤巷掘进断面均在8m2以上，故按8m2以上考虑掘进机的选型依据。

掘进断面积在8-12m2时，宜选择以轻中型掘进机为主的综掘作业线。石家庄煤机厂的EBZ-55轻型掘进机由于截割头不能伸缩，截割高度有限只适合8-10m2，石家庄煤机厂的EBZ-120中型掘进机在二水平南三区17层回风道施工，断面12m2采用顺山直角梯形，下宽4.0m、中高3.0m、煤层倾角超过26时，使用石家庄煤机厂的EBZ-120中型掘进机时巷道断面较大、可提高单位时间内的掘进速度,能够满足施工一次成巷。

掘进断面积大于12m2时，考虑到切割围岩的可能性，及掘进机的参数、性能，宜选择以中重型掘进机为主的综掘作业线。

3 掘进机切割速度与支护的时间比例

掘进二区9202队，在二水平南三区12层回风巷施工使用EBJ-150（S1）中型悬臂式掘进机，断面为12m2,每循环进刀0.7m，每循环切割时间为9分钟，约合每米13分钟，支护每片菱形网为1米、支护时间为40分钟。切割时间占循环的1/4，支护时间占循环的3/4，将掘进机后撤3-5米再将锚杆机人工扛至工作面接设风、水管路后,才能启动锚杆机打眼,安装锚杆,工作面的锚杆打设完毕后,再将锚杆机扛出,风、水管路撤出,然后掘进机再开进工作面进行新一轮的循环作业。由此可见提高掘进速度就必须缩短支护时间，其一增加锚杆钻机的台数同时作业可相应缩短支护时间；其二如能解决支护与切割的同步作业，就可大大提高单位时间内的掘进速度。

4 今后工作的设想与展望

目前，峻德煤矿现使用的掘进机四台，如何让掘进机性能得到最大限度发挥，其一要提高素质、建立专业队伍，加强维修、保养工作，要做到勤、细管理。其二条件允许时建立一个综合队，专门为综掘队服务负责按装、撤出掘进机，来保证提高综掘队的开机率。掘进机施工如有条件可以在大巷、开门点处按装，这需要在开拓设计上给予考虑。如没有条件就得采用炮掘施工12－20米后进行按装，施工60－80米后方能按装可伸缩带式输送机达到正常发挥掘进机性能，所以成立综合队负责这些工作是有必要的。如有条件保证配备完好的5台掘进机、4个综掘队、1个综合队，进行科学、合理的调配，保证4台掘进机开机率并能正常发挥掘进机性能，1台在备用面按装或检修,来保证接续能够满足生产需求。

近年来煤矿对煤巷机械化掘进速度的要求越来越高，要实现快速掘进，一方面发展大功率掘进机，一方面发展掘、锚、支一体化的综掘机来完成掘、锚平行作业。掘锚机截割部在切割煤的同时机载上的锚杆机进行钻孔、安装锚杆，一排锚杆安装完毕，机器前进进行下一环作业。国外主要采煤国家己广泛采用掘、锚、支一体化的综掘机，并取得良好的效益。加速发展掘进机械化--掘、锚、支一体化的综掘机，是掘进机械化技术发展方向之一，前景广阔。

[1]李凤仪.岩体开挖与维护[M].北京：中国矿业大学出版社，2003.

[2]胡湘宏.巷道施工技术[M].北京：煤炭工业出版社，2005.

[3]徐永圻.煤矿开采学[M].北京：中国矿业大学出版社，1999.

TU94+3.3

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