掘进机及其配套设备在非煤矿山的运用

掘进机及其配套设备在非煤矿山的运用

贺海波

山西天地煤机装备有限公司内蒙古分公司内蒙古鄂尔多斯市017209

摘要：近些年来，国外发达采矿国家采用全断面掘进机对硬岩进行了水平巷道施工，并取得了很好的效果。对掘进机配套系统进行针对性优化配置，对掘进机进行部份改进，对相关的劳动力组织及操作、维修人员的培训，推广使用支护新技术、新工艺等工作，总结出掘进机可在非煤矿山中的红页岩层中运用。笔者将对掘进机及其配套设备在非煤矿山的运用进行分析。

关键词：掘进机，配套设备，运用

随着我国矿产行业及科学技术水平的迅速发展，井下采掘技术不断向机械自动化的方向发展，越来越多的大型矿山机械设备被投入使用。掘进机是掘进巷道过程中的一个重要机械，分析掘进机及其配套设备在非煤矿山的运用具有重要意义。

1掘进机转载设备的改进

(1)将随机配置的轻轨轮式移动胶带转载机改为轮胎式移动式转载机。机架采用12m3移动式空压机的轮式底盘，将胶带装载机安装在底盘上，出料度提高到3m(自卸汽车高度2.8m)。由于红页岩块度大、呈状、锋利、硬度大对皮带转载机的输送胶带易造成划破、卡住、跑偏等，故障，故障率高，此外，胶带输送机易漏料，对移动式皮带输送机的移动造成影响，受倒运设备(自卸汽车)接料高度、待料时间长等诸多因素的影响，试用1个月后，不满足生产的需要，因此，改用轮胎式转载机作为转载设备。

(2)根据无轨输送系统的特点，在掘进机尾部，增设14mm的厚铁板作挡板.同时.选用铲运机作为转装设备，与掘进机进行倒运、效果良好，基本解决了转载与现有的运输系统不配套的问题。

(3)wJ-2c铲运机增设废气净化水箱。由于wJ-2c铲运机废气净化为干式、金属净化器，效果不明显.油烟大，对作业环境和操作人员影响大；采用水洗箱净化的方式，对尾气进行净化，改善了操作人员的作业环境。

为了确保掘进机工作的连续性，掘进机的配套设备如下：

(1)一台湿式振弦除尘风机组补充生产用风；(2)锚杆钻机进行巷道支护作业；(3)混凝土搅拌机随时进行混凝土料的拌制。

2除尘风机的改进及效果

(1)选用高效的湿式除尘风机，进行就地除尘净化处理。通过对相关除尘风机(高压喷雾泵、布袋式除尘器)性能、安装尺寸、工作机理等对比.选用适用掘进机的KCS一408ZZ湿式振弦除尘风机.其独特的“振弦”除尘技术，具有除尘效率高、阻力小、体积小、重量轻、耗水少、维护简单、不堵塞等特点，同时，也可将掘进机作业的含尘空气进行就地净化。

(2)喷雾系统改进。由于红页岩遇水易形成注浆，严重恶化工作面作业环境，因此，利用掘进机的系统冷却水作为喷雾用水。由于原掘进机喷雾水压力低.喷出的水不能形成有效控制粉尘的高速水雾流，因此，根据掘进机现有喷雾系统的调查和高压喷雾的特点，拟采用的喷雾装置更接近截割头的喷雾方式，使其接近于高压喷雾，保证最大降低截割头的粉尘产生量，减少高压喷射水雾对掘进机司机视线的影响；拟采用4个喷嘴，使其喷雾能完全覆盖掘进机截割头，减少粉尘的产生和阻止粉尘向外扩散。喷嘴VI径的大小根据喷雾压力和喷雾流量确定。

(3)加强作业面的通风。由于主通风系统未完善。作业面的通风采用对旋式轴流风机进行局部机械强制通风。

(4)改进效果。改进后，水压提高到12MPa，采用专用喷雾嘴，水雾化效果好，除尘效果得到改善，同时，水量由63L／min降为25L／rain，有效改善了作业环境，保持路面干燥，掘进机“窝机”次数减少。

3配套设备的运用

由于受地压，层理、节理发育，地质条件等的影响，先后引进煤矿的树脂锚杆、锚索支护工艺，潮式喷射混凝土。激光指向仪等新技术。

3.1新支护技术的运用

马路坪矿下盘矿运输大巷基本处在红页岩中，目前向下开采深度已达160m。开采地压大，巷道变形严重，支护越来越困难。传统的开缝式锚杆加砂浆锚杆已不能满足生产要求，为完成400万t改扩建工程，实现开拓巷道的快速掘进，有效地控制围岩的变形.满足生产的需要.采用新的支护方式显得十分重要。

根据巷道的围岩情况，巷道顶板每张网用5根全螺纹锚杆，围岩较稳定时每4m在同一平面上左顶及右顶各打l根锚索，围岩破碎时每2m打2根锚索护顶，每根锚杆用1支MSCK25／50超快速型树脂锚固剂和1支MCK25／50中速型树脂锚固剂加长锚固，每根锚索用2支MSCK25／50超快速型树脂锚固剂和2支MCK25／50中速型树脂锚固剂加长锚固。树脂锚杆、锚索与钢筋网构成“锚网带锚索”联合支护形式。

顶部的支护机具选用MQT一130／2.8气动锚杆钻机，因其广泛适用于岩石硬度，f≤10的巷道，特别适应煤巷的锚杆支护作业，既可钻顶板锚杆孔，又可钻锚索孔，还可搅拌和安装树脂药卷类锚杆、锚索，可实现锚杆螺母一次安装拧紧，达到初锚预紧力的要求。

巷道两帮采用全螺纹钢加树脂锚固剂配预制托盘压网支护，支护机具选用MQTB一80／2.0型气动支腿式帮锚杆钻机，该锚杆钻机广泛适用于岩石硬度f≤8的煤巷、半煤巷的煤帮锚杆支护作业。

3.2潮式喷射混凝土工艺的运用

潮式喷射混凝土工艺先在矿肥公司使用，经组织考察及试用。喷浆时，反弹率比干式有所降低，粉尘下降，同时，为实施多工序同步作业，创造了条件。为了确保喷射混凝土的搅拌质量，提高喷浆质量，建立混凝土搅拌站，同时，修建水箱，确保潮式混凝土的用水。

3.3激光指向仪的使用

为了保证巷道的施工质量.利用激光指向仪代替测量人员人工放线，确保巷道的施工质量。

4作业工序合理化

掘进机由于采用对岩石直接进行切割，然后通过自身的装载机构将废碴排到机后.通过采用转载设备进行排运，最后对巷道进行锚网、喷浆、注浆支护的掘进循环方式。其特点，连续性好，对岩层破坏力小，效率高；存在粉尘大，影响因素多。

(1)以掘进机掘进工序为主线，实行工序滚动连续作业制，确保作业面无工序排队等待时间，现场交班主要为工序现场交接。

主要工序：放线——切割——锚网——初喷——打帮脚网。

(2)做好当班主要工序和辅助工序统筹，主、辅工序平行作业，确保主要工序循环完成。

辅助工序：材料准备——安全确认——排渣——现场治理——复喷——交接班。

5掘进机及其配套设备的发展建议

(1)立足国内市场，以需求为导向，突出发展重点。市场需求是推动矿产企业采掘装备产业发展的基本动力。我国矿产采掘装备市场需求量大而面广，采掘设备产业应不失时机地选择一批重点产品和技术，集中力量，组织科技攻关，进行改造、开发新的采掘设备。

(2)提高矿产采掘装备制造业自主创新能力，掌握核心技术。自主创新是实现矿产采掘装备产业振兴的必由之路。引进国外先进技术进行消化吸收再创新，仍是当前和今后我国矿产采掘装备产业自主创新的重要途径。

(3)矿产采掘设备产业的发展还需要国家政府方面的支持，矿产采掘设备的设计、研发、制造周期长、专用性强，政府要从国家整体利益出发，采取宏观调控手段，适当降低企业自主创新的风险。

(4)坚持矿产采掘设备的先进性、适用性、互换性的配套原则，兼顾个性与共性的有机结合，以满足综采(掘)工作面高产高效、高可靠性的要求，力求做到综采(掘)设备区域通用、同类地质条件的岩层互用。

掘进机是巷道掘进的关键机械设备之一，掘进机的构造非常复杂且科技含量高，为了最大限度地发挥掘进机及其配套设备的作用，应不断进行实践、探索，提高掘进机及其配套设备在非煤矿山的运用效率。

参考文献：

[1]裴文田.基于安全生产双重属性的新常态下非煤矿山安全监管对策研究[J].中国安全生产科学技术，2017年11期