[本篇论文由5var5VAR论文频道为您收集整理，5VAR论文频道http://paper.5var.com将为您整理更多优秀的免费论文，谢谢您的支持]    摘要:为预防冲击地压危害,降低施工期间高空作业危险,掘进工作面选用了上下台阶双掘进机联合作业。选用了EBZ160悬臂式掘进机,并对EBZ160悬臂式掘进机主要结构、功能、适用范围、技术数据、设备布置、工作方式、掘进作业、技术要求、施工特点和应用效果进行了简述,为大断面巷道支护积累了经验。

    关键词:掘进机;大断面;联合掘进　　在煤巷掘进过程中,采用传统的放炮掘进工艺,不仅效率低,而且工人劳动强度大,容易出现巷道的欠、超挖现象。采用掘进机掘进,虽然效率得到提高,但掘进大断面对顶板实施锚网索高空作业支护时比较困难,影响矿井正常安全生产。鉴于此,跃进煤矿23130综放工作面运输巷设计机轨合一胶带运输巷施工时,为预防冲击地压危害,掘进工作面采取炮综联合掘进工艺施工。在总结23130运输巷炮综联合掘进实践经验的基础上,对25110综放工作面机轨合一胶带运输巷施工时,采取2台掘进机联合掘进;选用集团公司现有EBZ160悬臂式掘进机2台,于2009年9月9日在25110运输巷大断面椭圆形棚支护掘进工作面投入试用。

    1　工程概况

跃进煤矿25110综放工作面设计为机轨合一胶带运输巷,走向长1 007 m,掘进断面34 m2,巷高5·1 m,巷中部宽6·2 m,支护断面24·5 m2,采用锚网索加36U型钢椭圆形棚支护。

    该掘进工作面在25110运输巷二1煤层沿顶板开口掘进, 2台EBZ160掘进机沿巷道走向向东掘进,掘进巷道在二1煤层,煤层厚度8·4~13·2 m,煤层平均厚度11·5 m,属缓斜特厚煤层。基本顶为砂、砾岩,厚190 m,块状、灰白色、具含水性;二1煤直接底为泥岩,厚4 m,深灰色,块状易碎,含植物化石;基本底砂岩厚26 m,为灰、浅灰色,成分以石英、长石英砂岩为主。运输巷在掘进过程中分别有F2504、F2509正断层2处,落差分别为1·7, 0·6 m,对巷道掘进有一定影响。

    2　EBZ160悬臂式掘进机

2·1　主要结构(1)截割部。由截割头、伸缩部、截割减速机、截割电动机等组成。

    (2)铲板部。由铲板本体、侧铲板、铲板驱动装置、从动轮装置等组成。

    (3)第一输送机。由前溜槽、后溜槽、刮板链组件、张紧装置等组成。第一输送机位于机体中部,采用双边链刮板输送机。

    (4)本体部。位于机体的中部,由回转台、回转支承、本体架、销轴套及连接螺栓等组成。

    (5)行走部。采用2台液压马达,通过减速机、驱动链轮及履带实现行走。

    (6)后支承部。由支架、后支承架体、支承腿、连接架、二运回转台、销轴等组成。

    (7)液压系统。由液压油箱、主泵多路阀、液压先导操纵阀、液压马达、油缸、冷却器及各油管路组件等组成。

    (8)水系统。由外喷雾和内喷雾2部分组成。

    (9)电气部分。由电控箱、操作箱、油泵电机(75 kW)、截割电机(160/100 kW双速)、二运电动滚筒(11 kW)、锚杆电机(15 kW)等组成。

    2·2　主要功能和技术数据

掘进机主要功能是实现连续切割、装载和运输作业。适用于煤巷、半煤岩巷及软岩的巷道掘进,最大截割面积26 m2,截割硬度为80MPa。适用环境温度为0~30℃。

    掘进机总体长9·2 m,总体宽2·9 m,总体高1·8 m,卧底深0·3 m,爬坡能力±18°,截割岩石硬度≤80/60MPa,总质量48 ;t截割高度2·4~4·8m,截割宽度3·1~5·5 m,截割面积26 m2,截割头转数(46/23) r/min,截割头伸缩量0·55 m,电动机为160/110kW-4/8P隔爆型双速切换电机,水冷方式,喷雾为内、外喷雾方式,水量30~100 L/min,水压2·3~3·0MPa,铲板装载能力3·5 m3/min(最大),第一输送机运输能力为3·5 m3/min,行走部履带宽度0·6 m,行走速度0~7 m/min,主电路额定电压AC 1 140 V,总功率246 kW。

    2·3　施工特点

(1)EBZ160掘进机有高低2种掘进速度,低速切割扭矩大,高速切割效益高,并装有内外高效除尘喷雾系统,先进的液压系统以高质量的核心部件,保证了整机可靠性能。

    (2)掘进机掘进速度快,巷道成型好,安全系数高。

    (3)切割振动小,有可提高机器稳定性的支腿装置,工作稳定性能好,使整机可靠性得到提高。

    (4)采用智能电液控制系统,截割中遇到硬度变化较大情况时,系统可显示截割功率大小,从而调整截割速度,降低了能耗,提高了安全保护能力。

    3　掘进工作面设备布置

25110综放工作面运输巷设计为机轨合一胶带运输巷,巷道掘进断面34 m2。为预防冲击地压危害,工作面掘进前须先放卸压炮后再掘进。为减少高空作业,确保安全生产,使用锚网索支护,掘进工作面采用2台EBZ160悬臂式掘进机,掘进面分台阶式或前、后部掘进机进行掘进:台阶上掘进工作面上部煤,安装前部EBZ160掘进机;台阶下掘进工作面下部煤,安装后部EBZ160掘进机,后部掘进机二运电动滚筒胶带机与巷胶带输送机机尾搭接形成运煤系统(图1)。掘进工作面前部掘进机和二运电动滚筒胶带机安装总长21 m,后部掘进机和二运电动滚筒胶带机安装长度25 m,前部掘进机二运电滚筒胶带机头与后部掘进机截割头间距2~3 m。距前部掘进机二运电动滚筒2 m处,加装二运电动滚筒后支承支架,支架和回转台安装在轨道上。随着前部掘进机移动,前部掘进机二运电动滚筒支架和回转台在轨道上移动,实现前部掘进机在掘进面台阶上切割上部梯形断面,后部掘进机在台阶下转运煤炭的同时再切割下部梯形断面,最终实现2台掘进机的联合掘进。

    4　掘进机工作方式前部掘进机割煤前,首先在掘进工作面上部打卸压钻孔,装药放卸压炮,前部掘进机对掘进面上部煤进行切割。割下来的煤经前部掘进机一运刮板输送机、二运电动滚筒胶带机,被运入台阶下至后部掘进机截割头处,经后部掘进机一运刮板机、二运电动滚筒胶带机,最终煤炭被装入DSP-1080/160胶带输送机,经采区下山胶带输送机转运至采区煤仓。

    前部掘进机将煤运出后,对顶板在低空位置上打锚网索,同时对两帮进行锚网锚索支护,后部掘进机将台阶下工作面煤进行切割运出后,对两帮进行锚网锚索支护,同时在后部掘进机二运电动滚筒位置架设36U型钢椭圆形棚支护,支护断面24·5 m2。

    掘进工作面设计顶板打 22 mm×2·25 m锚杆, 10根为1条钢带,锚杆间距0·75 m,棚距为0·7m。打 17·8 mm×8 m锚索,每排4根,棚距为0·7m;上帮打 18 mm×1·8 m锚杆, 8根为1条钢带,锚杆间距0·75 m,棚距为0·7 m;下帮打 18 mm×1·8 m锚杆, 6根为1条钢带,锚杆间距0·75 m,棚距0·7 m。36U型钢椭圆形棚支护时,先装底棚,再架设两侧椭圆形棚,最后装椭圆形顶棚;其周围用圆木背实背牢,椭圆棚间用金属连板周围连接,使椭圆棚整体周围均匀受力,预防冲击地压危害,达到36U型钢椭圆形棚的支护效果。

    5　掘进工艺

5·1　操作顺序开启顺序:开动油泵电机→开动第一输送机(刮板机),开动星轮→开动截割头。当没有必要开动装载时,也可以在开动油泵电机后启动截割电机。

    5·2　截割

(1)利用截割头上下、左右移动截割,可截割出初步断面形状,如果截割的断面与实际所需要的形状和尺寸有一定的差别,可进行第2次修整,以达到断面要求。

    (2)一般情况下,截割煤层硬度较小时,采用左右循环向上的截割方法。

    (3)截割煤层有夹矸或硬岩石时,选择较软的夹矸进行钻进,然后采用由下而上、自左至右的截割方法。当截割煤层中含岩石硬度大且为同种岩石时,应将截割部置于水平和机器中心位置进行钻进,可根据夹矸或岩石硬度和节理发育情况决定钻进深度,但最大一次钻进深度以不超过截割头长度为宜,然后截割头扩窝后再继续钻进。切割煤时,截割头最大参与切割长以不超过0·7 m为宜。前部掘进机掘进面上部小梯形断面,后部掘进机掘进工作面下部大梯形断面,前后部掘进机工作方式相同。

    6　技术要求

(1)EBZ160悬臂式掘进机集落煤、装载、运输于一体,掘进面台阶上的前部掘进机运出的煤炭,经二运电动滚筒胶带机落入台阶下,由后部掘进机截割头、装载部、一运刮板机、二运电动滚筒胶带机转至胶带输送机,由胶带输送机最终被送至采区煤仓。

    (2)遇到掘进机不能截割或不能直接截割的硬岩石时,可按照专项安全技术措施先放松动炮

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