煤矿岩巷机械化作业线在新安煤矿的推广与应用

陈玉标　郭俊才　刘超　王崇欣　李强烦

【摘 要】本文分析和论述了新安煤矿以履带式双臂凿岩台车和煤矿用挖掘式装载机及梭式矿车为主要设备的岩巷机械化作业线，详细介绍了各种设备的特点、技术参数及工作原理，并总结了在改善作业环境、减轻劳动强度、提高岩巷单进、保障安全生产等方面的积极作用，提出了岩巷机械化作业线需要解决的一些问题及建议，为岩巷机械化作业线的设备优化改进与现场管理提供一定的依据和借鉴经验。

【关键词】凿岩台车；挖装式装载机；技术参数；问题及建议

0 引言

新安煤矿是河南大有能源股份有限公司主力生产矿井之一，生产能力180万吨。随着矿井产量的提高、范围的扩大、采深的加大，矿井的开拓任务衔接异常紧张。为了确保矿井稳产高产，加快开掘速度、确保矿井衔接，新安煤矿在经过多方考察和充分调研的基础上，2015年7月份和10月份引进了两套以履带式双臂凿岩台车打眼、煤矿用挖掘式装载机、转载胶带机、DSJ800型胶带输送机、梭式矿车为主要设备连续出矸石的岩巷机械化作业线，经过近一年的摸索，新安煤矿利用所掌握的岩巷机械化作业线施工技术，形成了适合新安煤矿地质条件的大断面岩巷快速、高效机械化掘进综合配套技术。通过科学安排劳动组织和优化作业工序，从而实现降低工人的劳动强度、减少用工和提高岩巷单进的目的，解决了岩巷掘进速度慢、劳动强度大、效率低等制约矿井接替的关键问题。

1 工程地质概况

1.1 工程概况

岩巷机械化作业线在15区轨道下山和15区专回下山进行施工，设计长度均为895m，直墙半圆拱断面，巷宽（净）4.6m，巷高（净）4.1m，锚。

岩巷支护：采用锚网喷支护，Φ20×2500mm钢筋树脂锚杆，间排距700×700mm，每根锚杆配2根树脂药卷，Φ6mm钢筋网背设，喷砼厚度50mm。

1.2 地质概况

15区轨道下山和15区专回下山巷道位于山西21煤层底板下12m和10m左右，巷道以全断面铁里石为主，偶见砂质泥岩。

2 设备综合配套分析

2.1 设备综合配套

经过综合配套分析研究，形成了断面18m2，大断面岩巷快速高效机械化开拓掘进综合配套作业线方案，设备名称及型号如下：

2.2 主要设备配套分析

2.2.1 CMJ2-18履带式双臂凿岩台车

2.2.2 ZWY-120/55L煤矿用挖掘式装载机

ZWY-120/55L煤矿用挖掘式装载机主要技术特征如下：

2.2.3 梭式矿车

3 岩巷作业线的优点

3.1 CMJ2-18履带式双臂凿岩台车有如下优点

3.1.1 降低消耗节能

电动液压系统所需功率，只有气动钻进功率损耗的1/3，功率损失小，故可节约能源。

3.1.2 凿岩效率高，速度快

经过实践对比，在同等条件和要求下，凿深孔用液压凿岩机比气动凿岩机的凿岩速度提高2倍以上。

3.1.3 节约生产成本

由于液压凿岩参数可调整，因此能在不同的岩石条件下选择最优凿岩参数；又由于液压凿岩冲击应力波平缓，传递效率高，因此钻具和钎杆一般可节约15%-20%；由于液压压力高，因此在同样冲击速度时液压凿岩机活塞受力面积小，冲击活塞面积接近钎尾面积，应力传递损失小；受力均匀、寿命高、故障少，故可降低成本。

3.1.4 改善工作环境，降低噪音

由于液压凿岩不必排除废气，因而也没有废气所夹杂的油污造成对环境的污染，提高了工作面的能见度，改善了操作环境；液压凿岩除金属撞击声外，无废气排放声音，故比气动凿岩噪音可降低5—10dB。

3.1.5 提高工程质量

该钻车能保证钻孔深度和间距的精度，液压凿岩爆破后巷道尺寸和表面规整，故可提高工程的施工质量。

3.1.6 提高了安全系数

由于司机操作位置远离工作面，处于支护体下工作，防止了空顶作业，有利于安全生产。

3.1.7 降低劳动强度和职业危害

大部分的任务都由机械设备完成，人员只需操作控制按钮便可，大大降低了工人劳动强度；施工中伴随着的震动、噪音、粉尘都比以前小，改善了职工工作环境，从而减少了职业病的发生。

3.2 ZWY-120/55L煤矿用挖掘式装载机配合胶带输送机及梭车矿车有如下优点

3.2.1 效率高：挖掘装载机机械化程度高，装岩速度快，大大的提高了生产效率.

3.2.2 装岩净：挖掘装载机采用电动全液压传动，结构紧凑，推进力大，扒取范围广，可以全断面装岩，不留死角，不需人工辅助清理工作面。

3.2.3 受限小：采用带式输送机配合梭式矿车运送矸石，实现了连续运输，受矿车影响小，其运输能力大目速度快。

3.2.4 临时储矸：SD-25/6B梭式矿车容积达到25mm3，可以起到临时矸石仓的作用，缓冲矸石运输的周转时间。

4 存在的问题、改进方法及建议

4.1 空气压缩机

凿岩机工作时，需要持续稳定的压力油雾为其润滑防尘。故一般台车都选装小气泵作为气源，建议不用气泵，改用井下气源。

4.2 调压水泵

水系统主要作用是为凿岩钻孔排屑提供冲洗水，每个型号的凿岩机对冲洗水都有不同的压力要求（多为0.75～2.5MPa），不用装调压水泵，改用矿井供水。

4.3 电缆卷筒

没有电缆卷筒的话，钻车长距离往返调动时.几个工人拖曳电缆将是件很麻烦的事，可加装液控驱动电缆卷筒。

4.4 遥控器

选用了遥控装置.操作手可在任意位置更直观地操作，双臂钻车使用2个遥控器的话还可以同时打眼（控制台只能由一人操作）。梭式矿车使用遥控装置，可随时控制梭车的开停。

4.5 打锚杆孔功能

钻车加装打锚杆孔功能（大断面巷道内），这为矿井的建设带来很多便利。

4.6 “可伸缩”钻臂

在凿岩台车上搭载“可伸缩”钻臂，不仅扩大了钻车的打孔范围，还使得钻车在打多排锚杆孔时不必再 “反复调车”。

4.7 钻锚装一体机

将液压凿岩台车和挖掘式装载机两种设备的功能，通过一体化智能控制技术集成，实现岩巷掘进凿岩、支护、排险、挖沟、破碎、装碴、转载运输各种工序机械自动化连续作业；采用“变幅机构”，“挖掘臂”与“钻臂”各自工作是始终互不干扰；实现自动换钎杆功能和打锚杆孔功能；提供顶部支护平台和中层作业平台；加装“机械手”，实现灵活抓取与快速脱钩二运转载皮带，有效避免爆破时飞岩砸坏设备。

5 应用效果

5.1 减低了人工成本：采用传统工艺施工工艺是，一个圆班出勤需50人，采用岩巷机械化作业线施工时，一个圆班出勤需36人，每个圆班用人量可就减少14人。

5.2 提高单进水平：采用传统施工工艺时，一月单头掘进进尺只能达到40m，采用岩巷机械化作业线施工时，一月单头掘进进尺能达到80m，单月进尺是以前的两倍多。

5.3 缓解接替紧张：采用岩巷机械化作业线月单头掘进进尺与使用传统工艺相比单进大幅度提高，有效地缓解矿井采掘接替紧张局面。

5.4 采用岩巷机械化作业线极大地提高了生产效率，有效的降低了工人的劳动强度，改善了职工的工作环境，节约了生产成本。

5.5 原来岩巷掘进打眼为了节约时间迎头一般布置4台气动风锤同时作业，最少需要8个人在迎头作业，一是人多拥挤难免互相之间磕碰不安全，二是作业时离岩帮较近，震动及压力引起的片帮、掉渣容易使人员受到伤害，而采用液压钻车打眼，司机和指挥人员离岩壁较远，人员较 一人指挥，两名司机操作），避免了上述事故的发生。使用胶带输送机运送矸石，运输能力大，同时避免了绞车提升运输等事故的发生，使迎头作业人员更加安全。

6 结束语

经过近一年的实践应用，证明岩巷作业线为岩巷快速掘进、减员提效、减低生产成本、安全科学生产积累了丰富的经验，具有极大的推广应用价值。煤矿要发展，经济效益要提高，科学生产是关键。岩巷机械化作业线极大地提高了单进水平，实现了安全快速掘进，提高了生产效率，同时极大地减低了工人的劳动强度，改善了作业环境，提高工程质量，特别是降低了生产成本和提高安全系数方面具有深远的意义，取得了明显的经济和社会效益，将为矿山的发展插上科技的翅膀。

[责任编辑：王伟平]