广角大断面连续截割工艺的创新与实践

许君

（冀中能源峰峰集团 牛儿庄采矿公司，河北 邯郸 056201）

1 概 况

邯郸市牛儿庄采矿有限公司是有着多年开采历史的老矿井，井田位于峰峰煤田的中部，鼓山东麓，鼓山复背斜东翼，总的构造为单斜构造，并向东南倾伏。单斜上发育着北北东方向与近东西方向的大断层。受大中型断层的控制，井田内发育着一些较低序次的幅度和宽度较小的开阔褶曲，构成了井田的主要构造轮廓。井田走向长3 km，倾向宽2.8 km，面积8.589 km2。开采深度+260—-600 m标高，开采煤层2、4、6 号煤层，生产能力为40万t/a。随着开采年限的增加，生产地区逐步萎缩，生产地区也越来越复杂，现主要生产地区集中在各煤柱的回收及各种边角煤，因此日常掘进生产过程中需根据各地区实际不断调整掘进方位，巷道拐线作业较为频繁。

2 原有掘进机掘进施工作业存在问题

牛儿庄矿原有掘进施工综掘机受运输联结装置影响，综掘机截割作业时机身与二运皮带摆动夹角小，摆幅受限，实际作业时遇到不少问题。一是遇有大断面需广角截割作业和巷道拐线作业时综掘机难以直接进入拐线巷道，不能有效发挥机掘优势；二是当机身大幅左右摆动截割时，一运溜子、二运皮带、跟头皮带落煤偏移原落煤点，造成大量煤砟掉落堆积；三是二运皮带极易偏离跟头皮带机尾轨道，造成掉道事故，带来安全隐患；四是在拐线作业时，由于无法形成拐线夹角，为缩短行进长度，需对机体运输设备进行二次反复拆装工作，增加了人力和设备材料的成本投入；五是二运皮带离地安全间隙高度限制，综掘机截割出煤时必须停止履带行进并下放后支撑，以提高皮带离地安全间隙，无法实现行进间连续截割作业。

针对上述这些问题，研究决定进行广角截割改进，解决机体摆动受限、转载点运输掉煤砟、机体皮带掉道等系列问题。

3 装置改进

根据牛儿庄矿实际情况，此次选用该矿的EBZ135 型悬臂式掘进机进行改进实验。原综掘机机身与二运皮带摆动夹角约为5°～8°，最大截割底宽为5.1 m。要想实现广角截割，核心是对综掘机联结装置进行改进。

通过分析研究，决定将二运联结装置在原有基础上进行加长改进,加长1 200～1 400 m，使综掘机机体和二运皮带机尾同轴自由旋转，扩大机体与二运皮带旋转角度。调整后机身与二运皮带由原夹角5°～8°增大为最大单向转角90°，双向转角180°。同时，加设二运皮带调高装置，在原基础上可以调高200～300 mm，使二运皮带不再依靠下放综掘机后支撑来保证离地安全间隙，综掘机前后运行不再受下放后支撑影响。综掘机旋转机尾改进装置如图1 所示，改进前后指标对比见表1。

表1 改进前后指标对比Table 1 Comparison of indicators before and after improvement

图1 综掘机旋转机尾改进装置Fig.1 Improvement device of rotary tail of roadheader

4 改进装置的实施及应用效果

4.1 改进装置的实施

改进后的装置在安装调试后能够与综掘机日常生产运转相匹配，实现了实现广角截割，机体与二运皮带同轴自由旋转，满足生产需要，同时对后支撑等其他附属装置正常运转不构成新的影响。广角大断面截割工艺的实施应用尤其在切眼掘进、巷道拐线施工作业、扩掘车场、钻场等方面应用效果良好，基本解决了上述存在的问题。

4.2 取得的效益

该装置为自行设计制作及安装，设备制作费用0.5 万元，人员人工费用1.1 万元。但改进后为生产提效、人工、材料设备节支降耗、安装运转等带来多种经济和社会效益。

（1） 机尾及跟头皮带机尾不在需要专人查看，清理掉落煤矸，日减少用工3 人，按每人每日工资300 元计算，每月节省工资27 000 元，全区3 个掘进头，年可节约人工97.2 万元。

（2） 在拐线掘进时可自由摆动进入拐线巷道，不再进行二运皮带和过渡溜子二次反复拆装工作，优化了生产组织，巷道单次拐线施工比原来减少2个小班，单次节约拆除安装用工16 人，按月均拐线1 次，每人每工300 元计，年节约工资支出17.28 万元，工效大幅提升。

（3） 综掘机一运溜子和二运皮带机尾同轴旋转，二运皮带不受前头综掘机摆动影响，各转载点落煤稳定不产生偏移，一运溜子从根本上减少了机尾淤堵事故，减少了人力投入和清淤劳动量，每班节约清淤看机尾用工1～2 人。

（4） 调高装置的应用使二运皮带减少与底板摩擦损耗，降低了断带事故和皮带续接锚口等人工及材料消耗，年可节支材料消耗2.3 万元。

（5） 调高装置的设置将二运皮带离地安全间隙调高，综掘机在截割时不用单独停止履带行进并下放后支撑以保证二运皮带运输，实现了综掘机行进、截割、运输同步连续作业，提高了掘进截割功效。

5 结 语

牛儿庄采矿有限公司综掘机广角大断面连续截割工艺的改进创新，对复杂生产地区条件简化了日常拐线作业的拆除安装工作，能够有效发挥机掘优势，同时二运皮带运输装置不受综掘机左右大幅摆动影响，可在跟头皮带机尾跑道上平稳移动，不再偏离机尾轨道，有效杜绝了二运掉道事故，保证了生产安全，为安全管理创造了条件。综掘机截割时不再受二运机身长度限制，能够实现广角大断面截割作业，尤其在拐线掘进时可自由摆动进入拐线巷道，发挥机掘优势。该装置优化了生产组织，实现了经济、安全多重成效，应用适用范围较广，可满足不同生产条件下的推广应用。