掘锚护一体机在实际生产中的应用

成之祥

（同煤集团王村煤业公司，山西 大同 037003）

从现在煤矿掘进的发展看，大部分的掘进巷道会布置在煤层中，矩形断面。但即便这样，掘进速度要远远滞后综采的速度。为了实现采掘的均衡发展，提高掘进技术的机械化水平迫在眉睫。掘进技术水平已经成为制约煤矿发展的生命线。掘进技术的高产高效是保证矿井实现安全生产的必要条件。

我国最常用的煤巷掘进方式主要有三种，第一种是我国国有重点煤矿广泛应用的煤巷综合机械化掘进，主要是采用悬臂式掘进机先割煤然后使用单体锚杆钻机进行支护。第二种是连续采煤机与锚杆钻车配套作业，在我国西部地区应用广泛，多为柱式采煤应用。第三种是掘锚护一体化掘进，一些矿区已经推广应用。从高安全性、高产高效的要求看，掘锚护一体机是未来先进煤矿煤巷的发展趋势。

1 概况

1.1 巷道围岩及地质条件

山西王村煤矿井田位于大同煤田中东部，井田走向长10.8km，倾斜宽度4.0～5.9 km，面积为51.28km2。煤层厚度0～5m，平均厚度3.0 m，煤层倾角为0°～5°。矿井延伸后的开采范围主要在山4煤层。山4煤层距下覆2号煤层间距2.7～37.7 m之间，平均22.5m。山4煤层厚0～5.16 m，平均2.52m，含矸0～2层，煤容重1.40m，倾角2°～5°之间，煤层走向东北到西南，倾向西北至东南。

山4煤层伪顶局部有一层0.2～0.3m炭质泥岩；直接顶为砂质泥岩，厚度1.20～6.33 m，老顶为粉砂岩，厚度2.70～9.87 m。

1.2 所选设备

山西王村煤矿所选用的是EJM2×170型掘锚护一体机，该设备为全断面滚筒，一次性成巷。机载锚杆机6台。

1.3 巷道断面及支护形式

矩形断面规格为，宽×高=5500 mm×3200 mm。顶板采用锚、网、带、加锚索联合支护形式，巷正中间一根锚索间距4 m，角锚索跟随中间锚索布置；两侧锚索间距×排距=4000 mm×2700 mm，锚索直径Φ17.8 mm，长6.3m，托盘尺寸为300 mm×300 mm×16mm钢板；顶部锚杆共5排，间距×排距=1000 mm×1150mm；两帮锚杆各3排，共6排，间距×排距=1000 mm×1000 mm；两根钢带中间顶角处布置第一根护帮锚杆，其下按照规格向下布置。顶锚杆采用长度为2.4m直径为22mm钢锚杆，托盘采用高强度拱形托盘，尺寸为130 mm×130 mm×10 mm；在巷道顶角处布置角锚索，角锚索长度为4.0 m，锚索直径Φ17.8 mm，托盘均采用长500mm的11号工字钢，间距为4000 mm，角度与顶板呈70°夹角。巷道护帮锚杆直径18mm钢锚杆，长1.8m，托盘采用尺寸为110mm×110mm×8 mm高强度拱形托盘和450mm×280mm×4mm钢带；采用菱形网，网孔规格为长×宽=3.0 m×1.75 m，网孔为50mm×50mm，规格为搭接不少于200 mm。停采线以里工作面帮铺设塑料网、玻璃钢锚杆直径Φ18 mm，托盘25 cm。以上锚杆均为左旋无纵筋螺纹钢锚杆，巷口喷浆厚度120 mm。

图1 巷道断面及支护形式

2 掘锚护一体机的优点

1）掘进机的截割功能和锚护功能是相互独立的，当掘进机割巷时，锚护功能被自动闭锁；当截割完成后，使用锚护功能时，截割部自动闭锁。防止了人员误动作造成的伤人事故，提高了机械的安全性，实现了多重保护。

2）缩短了工作面的空顶时间，空顶顶板得到了及时的临时支护。同时也增加了空顶距离，提高了循环进尺。

3）提高了掘进作业时工人的安全系数，锚杆的初锚力由于使用液压大扭矩锚固，使得锚杆的锚固力最大可提升2倍，由其在顶板破碎地带，锚杆对顶板的锚固强度大大提升，并且提高了支护强度。

4）自身配套的高压喷雾洒水系统和机载风机除煤尘效果好。

3 存在的主要问题

1）掘锚护一体机缺少短探设备，无法实现探、掘一体化，影响了掘进速度。

2）掘锚护一体机设备体积大，方向调节困难；在设备入井、搬家、倒面时相对困难；同时对巷道断面有要求。

3）掘锚护一体机的系统复杂，零件较多，结构繁琐，出现故障排查困难。且零陪件属于专用配件，配用困难。

4）掘锚护一体机的支护部分的钻杆及工器具是原厂的，实际生产中难以配套。实际操作中使用困难。

5）锚护部分与临时支护部分是安装掘锚一体机上，在割煤时需要将锚护部分和临时支护部分收回，收回后体积较大，会影响割煤司机的视线。

4 取得的效益

通过对山西王村煤矿山4煤层使用掘锚护一体机的试验，掘进工作面最高日进尺达28 m，平均日进尺达22 m，最高月进尺达594 m（按每月27天计算），平均掘进工效提高了3.1倍，每年可创造经济效益1450多万元。

在支护方面，掘锚一体机与单体锚杆钻机相比，每班节省人力2人，每天3个生产班，人工成本每年节约45万元。

5 结语

经过试验，掘锚护一体机的安全可靠性高，提高巷道掘进速度，提升支护效果，为综采接续打下了坚实的基础。是煤巷掘进的发展趋势。