岩巷机械化掘进设备在煤矿开采中的应用

岩巷机械化掘进设备在煤矿开采中的应用

王波

内蒙古北联电高头窑矿业有限责任公司

内蒙古自治区 鄂尔多斯市 014300

摘要：采取有效措施扩大岩巷机械化掘进设备在煤矿中的实际应用范围，有利于降低煤矿生产过程中发生各种风险的机率，增加煤矿企业生产效益的同时改善传统的生产方式，不断扩大现代化煤矿企业的产业规模。运用岩巷机械化掘进设备的过程中，应充分地考虑设备的性能可靠性及煤矿生产现场的相关要求，不断改进设备的工作性能，最大限度满足煤矿生产活动的实际需求，确保煤矿企业的生产计划能够在规定的时间内得以实现。

关键词：岩巷机；械化掘进设备；煤矿开采

1岩巷机械化掘进设备的现状

结合现阶段煤矿生产活动开展的实际发展状况，可知其对于可靠的岩巷机械化掘进设备的依赖程度高，需要在这些专业机械化掘进设备的支持下，确保煤矿生产计划的顺利实施。不同规模大小的煤矿在实际发展中对于各种岩巷机械化掘进设备的需求有所差异，需要技术人员在选择设备的过程中，充分地考虑设备的经济性、可靠性及适用性，确保岩巷机械化掘进设备使用中能够达到煤矿企业生产现场的实际需求。目前全液压掘进钻车、侧卸装岩机、运矸线装备等在煤矿生产中应用较为广泛，提高煤矿生产效率的同时也为煤矿生产安全性的增强带来了重要的保障作用，间接提升了煤矿企业的整体生产水平。因此，在未来煤矿生产作业计划开展的过程中，需要不断地扩大岩巷机械化掘进设备的应用范围，推动现代化煤矿企业产业规模的不断扩大。

2巷道采掘设备装备

1）CMJ2-17矿用履带式液压掘进钻车。该钻车为双臂单动力，采用全液压凿岩系统，安全先进，设有防卡钎装置，凿岩速度快、工作效率高。车身结构紧凑、机动灵活、爬坡能力强，可大幅度改善工作环境，提高施工效率和施工质量。设备适用于6~45m2断面的工作面、顶板、侧帮、底板的钻凿作业。主电机额定功率为45kW，液压助力转向为±40°，驱动方式为四轮驱动，最小转弯半径为5700mm，整车行走速度为10km/h，凿孔直径为32~45mm，钻杆长度为3090~6135mm，行车制动采用两条独立回路。2）ZCY-60全液压侧卸式装岩机。它具有插入力大、机动性好、全断面作业、安全性好、一机多用等特点。装岩机生产能力为60m3/h，铲斗额定容积为0.6m3，铲斗宽度为1742mm，最大卸载高度为1645mm，最大卸载角度为50°，最小离地间隙为300mm，最大卧底深度为550mm，行走速度为3.2km/h，爬坡角度为±16°，最大插入力为65kN，设备总功率为45kW。3）CTY5/6.7.9GB防爆特殊型蓄电池电机车。为提高掘进和装运矸整体效率，煤矸石运输采用CTY5/6.7.9GB防爆特殊型蓄电池电机车。整机质量为5t，轨距为600mm，牵引力为12.26kN，速度为7km/h，电压为90V，配两组电源，防爆充电器一个，牵引电机为7.5kW×2台，牵引高度为320mm，轴距为850mm,轮距为椎520mm，制动方式为机械和电启动。每辆车各配备2台电动机和机车。

3钻爆法机械化施工工艺

钻爆法机械化施工较传统人工岩巷施工工艺，具有设备构造和工序简单、安全方便、维修容易、适应范围广、易操作、能耗小、污染少、高效高速的优势。使用CMJ2-17履带式液压掘进钻车进行钻眼，选取配套的钻杆和潜孔柱齿钎头，断面布孔数40个，钻孔孔深3.4m，钻孔直径为椎45mm。使用二号矿用乳化炸药进行连续装药，雷管选用1~5段毫秒延期电雷管，采用MFB-100型矿用安全网路闭锁发爆器进行反向起爆。

4施工工艺比较

4.1工艺优势

翟镇煤矿在岩巷掘进时采用液压掘进钻车+侧卸装岩机+梭式矿车+电机车的全机械化配套作业，较以人工为主的气腿式凿岩机配合耙斗式装岩机作业线，可有效降低工人施工强度，机械化程度高，实现喷、锚、装、排矸等多工序平行、连续作业，工效高、生产能力大、速度快。随着煤矿开采难度的增加，在进行深部大断面岩巷掘进时，深孔掏槽和爆破技术成为主要技术，尤其是爆破时炮孔深度要求达到3m以上时，气腿式凿岩机已不能达到施工要求。

4.2人员配备与工作效率

采用传统的巷道掘进施工工艺，巷道掘进需装备两台凿岩机配备工人2人、插钎工4人、P-60B耙矸机司机1人、辅助工人2人，共9人。装备液压掘进钻车和液压侧卸式装岩机，只需各配备司机1人。配备掘进钻车和侧卸装岩机后，只需CMJ2-17全液压掘进钻车司机与ZCY-60型侧卸装岩机司机各1人。工人施工强度大幅降低，一个班降低工人成本7人次。将-350m水平运输巷道设计成机轨合一，巷道断面25m2，宽×高为5800mm×4300mm，断面炮眼布置85个，每循环进尺为2m，出矸石量130车。使用机械化配套作业，节约打眼时间2.5h，装矸时间缩短为3h，单个循环节约13h。

4.3施工强度

传统的人工掘进施工，工人使用凿岩机进行钻眼时，需要3~4人协同作业，每钻完一个眼需两人将钻杆从钻眼中抽出。装矸时需将装矸石矿车推入轨道，再将空车拉入耙斗装岩机倒矸处，工序复杂、强度大，影响掘进效率。通过技改采用CMJ2-17矿用液压掘进钻车和全液压侧卸式装岩机等机械化设备后，仅需两人就可以完成一个班组的工作量，实现了打眼、装岩、转载、运输等主要环节全机械化配套作业，有效降低了工人的施工强度，提高了掘进工作效率。

5施工效果

翟镇煤矿矿在后一13.15层运输巷掘进时首次使用液压掘进钻车和侧卸装岩机时，由于巷道地质条件差、顶板压力大、派生构造频出、巷道起伏拐弯多，顶板时有淋水严重易堵塞钻孔，岩浆排出量大时导致巷道底板浸软比压降低，侧卸装岩机在作业过程中重复铲岩、运岩和装岩；加之岗前培训短工人操作技能不娴熟，施工工艺不熟悉，造成施工工序过长和设备故障，影响了矿井的掘进进尺。后经厂家专业技能培训，工人操作娴熟，提高了工作效率和掘进进度，较以往多推进80m，实现了掘进工作的安全高效。

6岩巷机械化掘进设备在煤矿中的应用效果评估

通过选择可靠的岩巷机械化掘进设备，利用全液压掘进钻车打眼的方式，给操作人员快速完成各种操作提供了极大的便利，简化操作流程的同时降低了作业人员的劳动强度。通过对侧卸装岩机的有效使用，可以在工作面上进行来回铲岩，增加进尺尺度，促使不同工序实施中能够保持相互之间的协调性，确保了煤矿生产计划实施的高效性。同时，通过对各种岩巷机械化掘进设备的合理运用，传统的煤矿工艺有了较大的改进，施工技术的可靠性有了明显提高，实现了岩巷作业中开拓先行、采掘并举的发展目标。

结语

综上所述，岩巷机械化采掘设备的应用降低了工人的施工强度，提高了采掘工作效率。掘进施工中使用液压掘进钻车及侧卸装岩机等综合机械化设备，实现了打眼、装岩、转载、运输等主要环节全机械化配套作业，使工人从繁重的体力劳动中彻底解放出来，也满足集团提出的“多上设备少上人，减员提效”的发展理念，实现了煤矿生产的高速高效生产。

参考文献

[1]茹华民，郑献军，王久宏，等.岩巷机械化掘进设备在跃进煤矿的应用[J].中州煤炭，2010（10）：56-57.

[2]郭孝先，李耀武.新时期煤矿岩巷掘进机械化的发展方向[J].凿岩机械气动工具，2013（1）：8-9.

[3]阎小亮.阳煤一矿开拓岩巷机械化掘进作业线的实践[J].科技创业家，2013（19）：99-100.

[4]向硕.我国煤矿岩巷高效掘进技术现状与发展[J].煤矿现代化，2017（5）：149-150.