掘锚机在煤矿快速掘进中的应用

张鹏 王镇乾 黄尧

摘要：掘锚机在煤矿快速掘进中的应用，不仅可以有效地確保煤矿开采的衔接，增强煤矿快速掘进的能力，而且还能有效地促进煤矿企业的快速发展。简析了掘锚机概念，对掘锚一体化技术进行了分析，与传统的掘进技术进行了比较，重点分析了煤矿快速掘进中掘锚机的应用技术要求。

关键词：掘锚机；煤矿快速掘进；应用

引言

掘锚机是为了处理锚杆支护影响掘进成巷速度造成采掘比例失衡的问题，进而实现煤矿巷道综掘施工技术能力与装备水平的提升，大大地提升了煤巷的单进能力，确保煤矿巷道掘进的高效、安全、优质、迅速以及采掘生产的均衡发展与顺利衔接。因此，本文对掘锚机在煤矿快速掘进中应用的有关问题进行了简要的分析。

1、掘锚机概念简述

掘锚机是一种一体化设备，由连采机发展而来，同时配备了锚护和截割设备，可以在生产中同步完成截割、装载与煤炭运输和锚护等作业，由于采用宽滚筒全断面截割，因此可以一次成巷。这种掘锚一体设备多系统高度集成，易于操作，在进行生产作业时，通常只需一名远控器操作员搭配两名锚杆机生产人员即可进行快速掘进生产。

2、掘锚一体化技术

煤矿掘进是煤炭生产和建设的基础工程。岩层支护与加固是维护采掘空间的主要手段。传统的采煤方法将二者分开，不能并行作业，工人的劳动强度大。如果将二者结合将大大的提高生产率，降低劳动强度。而将掘锚一体化技术不断的应用在煤矿的采掘过程中，不仅可以有效的提高采矿的安全性，而且还能在一定程度上有效的增强支护的稳定性。较传统的掘进技术不同的是：① 掘锚机生产循环进度小，空顶比连采掘进小，能够及时支护，做到生产短掘短支，巷道顶板受采动影响较小，有利于复合顶板管理；② 自身滚筒截割转速慢，规格固定，巷道掘进一次成型，掘进工程质量容易管理，文明生产比较好管理；③ 掘锚机可以自身同时完成顶锚、锚索、帮锚的永久支护，无须频繁调机，履带对底板破坏程度小，安全系数大；④ 掘锚机与跨骑皮带、连运头车配套生产，减小了梭车运行的安全隐患；⑤ 掘锚机支护及时，且机器打锚索，减少劳动强度；⑥ 生产掘进工序比连采简单，可以减少劳动人员数量；⑦ 机器容易操作并使用，工作面文明生产容易管理；⑧ 掘锚机用无线遥控操作，掘进层位容易辨认，视线好，工程质量容易把握。

2.1、掘锚机组

掘锚联合机组（Bolter-Miner）是80年代中、末期为适应终采工作面快速推进的要求研制的一种煤巷快速掘进和锚杆支护新型技术装备。掘锚联合机组是集切割、装载、行走、锚杆支护、机载除尘等为一体的综合掘进设备。现今我国煤矿多数采用综掘机掘进巷道，再用锚杆进行支护，其施工步工序：综掘机割煤、装煤、运煤后，将综掘机后撤3～5m，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，然后综掘机再开进工作面进行新一轮的循环作业。其最大的缺陷是综掘机频繁开进退出，锚杆机依靠人工频繁扛进扛出，造成掘进效率不高，工人劳动强度较大。因此需要对现有综掘机进行改造，使改造后的综掘机实现掘、锚一体化。即：在综掘机上安装液压系统控制的锚杆机，在掘进完毕后不需退机即可进行锚杆打孔作业，使有效的工时得以充分利用，并降低工人劳动强度。装有较长的横滚筒和锚杆钻机的掘锚机组，既能快速掘进，割煤，又能同时支护顶板和侧帮，可实现掘，装，运，支平行作业，一次成巷，可成倍提高掘进速度和工效，并能离机自动操作。所以，掘锚机组是一种新型，高效，快速的掘进设备，是一种理想的作业方式，具有良好的发展前景。

2.2、锚杆支护设备

锚杆支护设备是在煤矿隧道等作业硐室内部进行加固与支护的设备之一，锚杆支护通常会在硐室结构中的预设位置钻好孔洞，然后将金属或木质、合成的等多种材质的杆柱打入孔内，利用其头部的特殊结构固定，并用尾部托板承托被支护结构的重量。锚杆支护作业就是将围岩与稳定岩体，通过黏结结构体紧密结合，使之达到一定的补强作用，这样就能使工程支护成功。锚杆支护优势较多，操作便捷、成本低廉，由于支护效果好，因此在掘锚机中应用这一技术非常适合。

3、掘锚机应用于煤矿快速掘进的应用

3.1、截割掘锚机的作业要点

在煤矿掘进作业过程中，通常将中线作为掘进基础，掘进过程以一米距离为循环进行，一次截割一次支护。掘进截割作业时需要先将截割机头固定于巷道顶板，再切入煤体，之后按照上下顺序进行截割，割煤时到了底板位置要保证底煤部分截割的效果，装煤完成后要调整截割头，并放到巷道顶板的相应位置以开始新一轮截割。在掘锚机作业中，要以激光仪为指引，选择好停放煤机的合适位置，然后根据巷道尺寸设置好截割宽度，截割完成后用锚杆设备安装好支护结构。同时，必须根据设计要求，做好锚索结构的支护操作，检查支护效果后才能进一步掘进。

3.2、装载、运输作业过程

在煤炭的运输以及装载过程中，运用掘锚机可有效提高煤矿的装载以及运输的效率。而掘锚机在煤矿装载、运输作业中的使用，不仅包括中部输送机，而且还包括收集头机构。因此，在做相应的截割作业时，应首先要保证收集头结构能够完全的降落入煤，进而再利用收集头上的耙爪结构来将煤运输到中部的运输机中，进而将其运输到相应的运输车中，以实现对煤炭的装载与运输，从而减轻工人的劳动强度

3.3、支护工艺分析

3.3.1、帮锚杆支护工艺

在帮支护过程中，需要充分利用掘锚机进行施工，在不应用机组钻机施工帮锚机时，需要利用帮部锚杆钻机或煤电钻进行操作。此外，当对间排距、网片接搭方式进行变更操作时，还需要采取有效措施予以应对。

3.3.2、锚索支护

先在锚杆预设计的位置钻好孔眼，在进行锚索作业时应先伸出稳定靴来支撑掘锚机，掘锚机操控司机要根据情况调整遥控器状态，使之达到支护状态。要对掘锚机做好液压支撑，调整好支护梁的伸缩阀等结构，将工作顶棚支护在合适的位置。控制钻臂摆动阀的过程中，必须确保两钻架可以够到钻眼，并且要根据设计要求控制钻眼深度和巷道高度。在进行锚杆安装时，要选取合适的钻杆，在钻眼过程中控制好旋转阀，以保证钻孔操作的可靠性。安装锚索时，需要将树脂放入已打好的钻孔孔底位置，而后将锚索放置到钻孔内。将锚索下端放在搅拌器上，升起钻箱，直至达到锚索底部位置，距离眼口60cm左右即可，将钻箱升高，并进行转动。搅拌操作时，需要保证转动速度由慢至快，10s～12s时间为最佳。紧固好锚索，当树脂凝固后，需要借助人力上锚索具、锚索托盘。此过程中，需要连接锚索外露端、掘锚机张拉泵头，同时由另一人张拉锚索，保证初锚力大于14t，如特殊情况需要，可以实施再一次紧固操作。张拉完成后，需要松开张拉泵，而后将下一根锚索紧固、安装好。

结束语

掘锚机在煤矿生产中的应用效果显而易见，但由于其功能集成化、设备协作化的特征，对作业环境要求较高。因此在工作实践中，要根据掘锚机的作业特征，对煤矿环境进行科学勘查后，根据生产需要投入掘锚机，以提升煤矿生产效率。

参考文献：

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[3] 张元鹏，艾国防，李占龙.掘锚机在煤矿快速掘进中的应用[J].科技创新导报，2017，14（10）：56+58.