掘锚机后配套连续运输装备应用

经验人：李 鑫

目前，在煤巷的掘进施工中，掘锚一体化代表了世界的发展趋势以及最高水平。然而，即使成功的掘锚机组也只能解决落、装、支三个主要工序的机械化作业，其后配套运输设备的功能、参数和可靠性对高瓦斯、厚煤层条件下掘进速度影响很大，是造成煤巷综掘机械化程度及掘锚一体机开机率均很低的一个主要原因。本文在分析设计原理的基础上介绍并探讨了常村矿MB670 掘锚机后配套系统具体的应用。

掘锚机后配套运输装置指的是跟随在掘锚机之后，对于其截割、转运过来的物料进行破碎、储存，然后再将其均匀卸载到带式输送机的一套设备。在现阶段的掘进中经常使用，并且取得了明显的经济效益。

设计原理

对于掘锚机的后配套运输装备而言，在进行掘锚机掘进作业之中，主要是要求其能够接收物料，并且能够对转运过来的物料进行仓储缓冲，利用刮板链带还可以将破碎之后的物料均匀地运送到带式输送机；另外，掘锚机后配套运输装备还应该满足设备的随动以及连续运输这两项基本的要求；再者，在连接各个单元的时候，还应该考虑到设备所使用的特殊要求以及巷道底板的实际条件。

一般来说，这一设备主要由三个部分组成，包含了转载破碎机、带式转载机以及带式运送机尾架三个核心组成部分，具体如图1 所示。

在掘锚机后面配套转载破碎机，带式转载机的受料部分处于转载破碎机卸料的下方位置，另外，在滑行小车上同带式输送机尾架进行机头部支撑的搭接。在转载破碎机的牵引之下，带式转载机可以沿着刚性的输送带架进行前后移动。这一组成的特点在于：第一，当掘锚机切割下物料后，就可以连读不断转运到带式输送机之上；第二，可以破碎大块的物料，降低了故障停机的可能性；第三，拥有较大的受料容积，可以接收更多的物料，并且做好其储存，这样可以充分发挥掘锚机的切割能力；第四，使用履带行走的破碎机，不存在过大的接地比，并且对巷道底板拥有极强的适应性。

图1 掘锚机后配套连续运输装备的组成

MB670 掘锚机后配套技术及应用

MB670 掘锚机的适用条件为：巷道掘进断面为高度不小于3m、宽度为4.7m～5.2m；掘锚机行驶和截割作业时巷道的最大侧倾角不得大于±4°。

（一）掘锚机后配套技术分析

1.掘锚机后配套技术发展

澳大利亚应用掘锚机组均为双巷掘进，其后配套运输方式一般有两种。应用较多的一种是“梭车+可伸缩胶带机尾履带牵引装置”。在国内，绝大部分都使用的单巷掘进。就资料显示来看，英国的Maltby 煤矿在单巷掘进中对掘锚机组选择了“可延伸胶带+桥式转载机”的后配套方式。

就国内情况来看，单巷掘进适合可伸缩，能够快速跟进的后配套胶带输送机，其交单宽度在800～1000mm之间，输送能力在1200～1500t/h 之间。另外，在运输过程中，会因为超量导致掘进设备开机率提高受到制约以及生产停顿等问题。

2.国内后配套系统

国内现有的掘锚机后配套系统有以下三种。

1）给料破碎机+梭车+带式输送机后配套系统

掘锚机不必要进行往返运动，能保持直线，只不过在给料破碎机运料过程中，需要停止掘锚机的卸料，这属于其中的断续工作。本系统利用输送机进行卸载处理，不仅拆装方便，而且装载能力强。考虑到国产化的梭车技术尚未成熟，所以其投入成本较高、周期长、管理存在一定难度。另外，梭车带有拖缆是最大的弊端，其行走速度为130m/min，并且在进行井下操作时会存在危险。

2）带式装载机+带式输送机后配套系统

当带式转载机直接使用到掘锚机上时，由于转载机本身缺少破碎能力，所以，在传送到带式转载机上时，很容易出现划伤；掘锚机自重90t，在完成一个循环后需要后拉带式输送机，这样增加了辅助工作的时间，并且很容易破坏底板。但是这一方案方便在顶底板施工，并且还可以应用在煤质较软，不容易产生块度的条件下。

3）行走式破碎转载机+带式转载机+带式输送机后配套系统，这种后配套系统的组成、布置及操作工艺特点如下。

图2 后配套装备示意图

①系统组成及布置方式

行走式破碎转载机紧紧跟随掘锚机，用于受料、破碎以及转载处理。通过铰接的形式，让其受料端挂在破碎转载机的卸料臂智商，通过行走小车，卸料端就可以落在带式输送机尾端的轨道之上。整机呈现出桥形，且跟着破碎转载机一起行走。转载机只用于转运物料。带式输送机负责把煤炭运出。

②操作工艺特点

带式转载机+行走式破碎转载机+带式输送机后配套系统主要是±8°内的巷道坡度上使用，巷道高度3.0m，巷道宽度＞4.5m，煤层倾斜角＜8°的巷道掘进之中，其使用范围较为广泛。本系统不需要后退掘锚机，始终保持其直线的运动，且对地面的压力偏小，不会产生过大的底板破坏性。系统使用安全可靠性高，也能让行人在内部正常行走。

该后配套系统可用于任何适用掘锚机工作的矿井，且投入成本仅为梭车+给料破碎机+带式输送机后配套系统的45%。该系统在神东保德矿平均月进尺1100m（巷道断面为17.5m2）。

（二）常村矿MB670 掘锚机后配套系统

1.后配套方案的选择

结合常村煤矿井下的实际情况，在设计系统时需要考虑：第一，生产可靠性、技术先进性是设备选择的首要标准，这样有利于掘进设备开机率的保证，满足提高进尺，高产高效的要求。第二，确保临时支护的可靠性与安全性，设备之间保证配套，不会出现任何的问题，运输通道必须畅通，这样有利于缓冲能力的增加，满足平衡的采运要求，将掘锚同步的功效完全发挥出现。第三，创造连续落煤的有利条件，这样也有利于掘进速度的加快，提高工作效率。

经过多方比较，充分考虑巷道围岩条件、后配套系统成本及操作设计难度，确定采用第三种方案，即行走式破碎转载机+带式转载机+带式输送机后配套系统。

2.设备选型

“行走式破碎转载连续运输设备”，采用太原煤科院 LY2000/980-10 型联运车。该设备是为伺服掘锚机集“装-破-运”为一体的国产配套设备，整机由行走给料破碎转载机、DZQ100/100/40 型桥式胶带转载机、SDJ-150 型可伸缩胶带输送机、钢性结构架组成。给料破碎机和带式转载机之间通过球形滑动轴承及联结销铰接成一体。可相互水平、垂直回转。完成从受料、破碎、转载运输至皮带机的全过程。

该后配套设备的优点如下：

①掘锚后配套的使用提高了掘锚机组的生产效率，减少了掘进辅助工作时间；

②系统使用安全性高，且能够允许人正常行走在巷道之中；

③加入转载破碎机后，良好的破碎作用，杜绝了转载点大炭堵口现象；

④利用履带行走系统，不会对地板产生过大的破碎损害；

⑤采用套筒链，降低了机身高度，满足短距离运输的要求，且拆装方便；

⑥带式转载机本身拥有25m 的有效搭接距离，符合工艺配套需求；

⑦带式转载机本身选择特殊的连接，这样就可以避免大跨距导致机身下沉的问题出现。

3.设备改造及应用情况

设备到货后，根据常村煤矿具体巷道的围岩地质特征，进行了掘锚机、联运车、DSL1000/3×315 型胶带输送机的适应性改造工作，实现了工作面MB670 掘锚机滚筒落煤后，煤炭经掘锚机铲板→掘锚机刮板运输机→联运车给料斗→联运车刮板运输机→联运车破碎机→联运车后挂转载运输带→DSL1000/3×315 型可伸缩胶带运输机的快速运输路线，使掘锚机、联运车更好地发挥出了更大的作业效率。机组首次试验即取得了月进尺606m、且进尺逐月增加的成绩。

结语

总而言之，合理选用并加以改造的后配套连续运输装备，解决了生产中遇到的设备牵引、底板松软以及物料破碎等问题，将作业综合能力大幅度提高，并且也降低了劳动强度，增加了作业安全性，实现了MB670 掘锚机在高瓦斯、厚煤层条件下单巷掘进的高效高产、集约化生产，效益显著。