液压钻车作业线和综掘机作业线在煤矿岩巷掘进中的应用.pdf

煤矿 现代化 2 0 1 0 年第5 期 总第9 8 期 液压钻车作业线和综掘机作业线在煤矿岩巷掘进中的应用 薛建志 长春煤炭设计研 究院 ， 吉林 长春 1 3 0 0 1 2 1 摘要本 文分析和论述 了以全液压钻 车为主 的岩巷 快速 掘进液压钻 车作业线和 以重型悬臂式岩石 掘进机为主的综掘机机械化作业线， 并详细介绍了近年来我国生产的新型全液压钻车、 装载设备、 转载设备 的特点、 技术参数及工作原理， 为岩巷机械化作业线的优化设计提供参考。 关键词岩巷掘进； 机械化； 作业线 中图分类号 3 ／ 4 2 1 文献标志码 A 文章编 号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 0 0 5 0 0 5 9 0 2 日前 ， 岩巷高效掘进技术作 业线有 2种 ①全液 压钻车配 侧卸式装岩机的机械化作业线；②全岩巷重型悬臂式掘进机 机械化作业线 。 1 液压钻车机械化作业线 从凿岩 、 装岩 、 转 载等主要 工序人手 ， 论述 液压钻 车岩 巷 高效掘进作业线 。 1 ． 1 全液压钻 车 由于气腿式风动凿岩机活塞 冲程 已达到 了极 限 ，进一步 提高凿岩速度和钻孑 L 深度受到限制。随着液压技术的发展， 我 国从 8 O年代开 始生产液 压凿 岩机 ， 并 得到推 广和应 用 ， 以逐 步取代气腿式风动凿岩机。我国现已基本形成了全液压钻车 和液压凿 岩机的生产能力。如石 家庄 煤矿机械 有限公司生产 的 C MJ 1 7型全液压钻 车在淮 南谢 桥煤 矿 、开滦钱家营煤矿使 用表明 ， 凿岩速 度比气 腿式 风动凿岩机提高 2 倍 以上 ； 噪声降 低 l 0～1 5 d B； 能量利用率提高 3 倍 ， 其主要技术指标已接近刚 外同类饥 型。 从 表1 中 看 出 ， C MJ 1 7 H T B 型 、 C MJ 2 2 7 型 和 C MJ I 7 HT C型液压 钻车钻 孔 深度分 别 为 2 ．6 m、 2 ． 5～3 ． 1 in和 3 ． 1 m， 可 实现 中深孔爆 破 ， 避免 锚杆支 护二次 打眼 ， 为快速掘 进提供了条件 。 表 1 新型 国产全液压钻车技术参数是 结构紧凑 ， 适于倾角小于 1 6 。的巷道掘进 。 北京中煤矿 山工程 有限公司生产的 Z C Q 6 0型侧卸式装岩机采用电液驱动方式， l 作机构 由液压油驱动 ， 行走由两台电动机驱 动。虽然电液驱 动方式有整体体积大、 不适于倾斜巷道掘进的缺点， 但具有对 技术和操作要求不高、 过负载能力强、 维修方便等优点。 表 2 新型侧 卸式装岩机主要技术参数表 品型号 铲 额定容积 ／ m 最大测卸高度 ／ ra m 鼹大前卸高度 ／ mm 技 术生产 率 ／ m h， 电机功率 ／k W 爬坡角度 整机质量 ／ t 电琏 外形尺寸 I W Hh n m 制造r ‘ 家 Z C Y一 1 2 0 Z CY 一 6 O Z C Y一 4 5 Z CQ 一 6 0 1 ． 2 o． 6 o45 o． 6 l 6 5 0 1 6 5 0 l 5 5 0 1 6 5 0 】 0 0 0 1 o o 7 0 60 7 0 5 5 4 5 3 0 48 ． 5 l 6。 l 6 。 l 6。 9 7 8 5 2 8 5 。 ∞ 1 。 3 8 0 ／ 6 6 06 6 0 ／ 1 1 4 0 6 6 0 1 1 4 0 6 6 0 ／ 1 1 4 0 ／ 1 4 98 0 l 7 70 4 60 8 X l 7 4l 408 0 1 4 80 48 O 0 X 1 60 0 23 5 0 2 3 50 2l O0 X 21 0 0 石家庄煤 矿机械有 限公 司 北京中煤矿山 [ 程公司 1 ． 2 ． 2 挖掘式装载机 石 家庄煤矿机 械有 限公 司新研 制的 Z WY系列挖掘 式装 载机 的耙爪从 岩堆 表面往里插入 ， 把岩碴耙进装载机 ， 从扒矸 方式上比较合理 、 不留死角， 是一种高效的连续装载设备。但 该机 存在结构 较复杂 ，动作不如侧 卸式装 岩机灵 活等缺点 。 产品型号 C M J 1 7 C M J 2 2 7 C M J 1 7 H T A C M J 1 7 1-f l B C M J 1 7 H T C z wY系列挖掘式装载机主要技术特征见表 3 。 凿 者 机 型 号 HY D 2 0 0 HYD 2 0 0 HYD2 0 0 t 4 Y D2 0 0 HYI 2 0 1 ．3 转载设备 ～ ～ 巾 3 3 ～ 书 。 ～巾 书 转载设备有桥式 胶带转载机 、梭式矿车及仓 I 钻孔深度 mm 2 1 3 0 2 5 3 03 1 3 0 2 1 0 0 2 6 0 0 3 1 0 0 ⋯ ⋯H⋯ ⋯～ ⋯ ⋯’ ⋯ 、 一 ～⋯ 铺杆长I蔓／ 2 4 7 5 2 8 7 5 ～ 3 4 7 5 2 4 7 5 2 9 7 5 3 5 0 0 式列车等 。 随着岩巷高效掘进技 术的发展 ， 在煤矿 爬坡能力 1 4 。 1 4 。 1 4 。 1 4 。 1 4 。 岩巷掘进 中推广梭式矿车和桥式胶带转载机。 电机功率 ， k w 4 5 5 5 4 5 5 5 5 5 1 ．3 ． 1 梭式矿车 ～ 0 ／ 6 6 o 6 6 。 。 6 6 。 。 梭式矿车底部有一台刮板输送机 ，当梭式矿 戆 机质 ／ t 80 9 5 8 5 8 9 9 2 ⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯一 Ⅲ⋯⋯⋯ 当7．02 x 1．03 x 1．60 8．00 x 1．20 x 1．80 器 蠢 雾 2 x 2 ～ 5 3 5 2 x 2 ～ 6 4 ．6 2 x 2 ～ 5 2 4 ． 1 2 x 2 ～ 5 ． 2 4 I l 2 x 2 ～ 5 2 4 于直巷或弯曲平巷施工。 制造厂家 石家庄煤矿机械有限公司 张家E l 宜化华泰矿冶机械厂 表 3 挖 掘 式 装 载 机 技 术 参 数 表 1 ． 2 装载设备 日前 ， 我 国已批 量生产 各种类 型的耙斗 、 侧卸 、 立爪 式装 岩机 和挖掘式装载机 ， 基本满足装载机械化的要求 1 ． 2 ． 1 侧 卸式装岩机 侧卸式装 岩机 按驱动方式可分 为全液压和 电液 两类。石 家庄煤矿机械有限公司生产的 Z C Y系列侧 卸式 装岩机均采用 液 驱动方式 铲装和行走机构全部 由油泵 的高 压油 骄动油缸 及油压马达来完成 ， 装 岩机行走机构 回转灵活 、 平稳 、 体积 小 、 由于梭式矿车 具有特殊结构 ， 既 可单 台使用 ， 又可几 台搭 接组列使用。将梭式矿车组列使用 ， 把一次放炮 爆破 的岩碴全 。 5 9 ‘ 煤矿 现 代化 2 0 1 0 年第5 期 总第9 8 期 部装走 ， 从而保证工作 面装岩机连续装岩 。生产实践表明 ， 在 岩巷掘进工程 中使用梭车转载运输 方式具有投入 少 、提高掘 进速度 、 降低掘进成 本， 简化运输系统 等优点。 1 ． 3 ． 2 桥式胶带转载机 近年来 ，煤炭科学研究总 院太原研究院研制 了一种新型 的 D Z Q1 0 0 ／ 1 0 0 ／ 4 0型胶带转载机。该机采用桥形结构 ， 即胶带 转 载机 的中间机 架设计成与机头机尾 相连的悬空 布置形式 ， 适合用于重型岩石掘进机后配套转载。 1 ．4 液压钻车机械化作业线配置 在符合相应生产系统的前提 下 ，形成 了以下具 有代 表性 的典型液压钻 车机械化作业线方案。 1 ． 4 ． 1 液压钻车 侧卸式装岩机 梭式矿车 新 汶华丰煤矿 一 1 0 1 0 m西岩巷采用 C M J 1 7 H T B 全 液压 钻车 、 l台 Z C 一 3 B Z C Y 一 6 0 型侧卸式装岩机 、 S T 一 8 ／ 6 B和 S T 1 4 ／ 6 B型梭式矿车 、 2台 8 t 电机车组成 的岩巷作业线 施工 ， 平均进尺达到 1 5 1 m ／ 月。该作业线方案适用于巷道断面 1 4 m ～ 2 0 m 的全岩巷道。 破岩及出矸工序流程 液压钻车打眼 ， 中深孔光 面控制爆 破，排矸采用侧卸式装岩机配合 S T 一 8 ／ 6 B和 S T 一 1 4 ／ 6 B梭车装 岩 。梭车采用 8 t 机车牵引 ， 梭车矸 石经转载机装进标准矿车。 当矿车供应不及时 ， 电机 车牵 引 S T 一 1 4 ／ 6 8型梭式矿车至工作 面 ， 用侧卸式装岩机向梭式矿车里装岩 。待梭式矿车装满或工 作面矸石装净时 ， 由电机车牵引梭式矿车至后部车场直道上 ， 再配合转载机在巷道后部装进标准矿车。 1 ． 4 ． 2 液压钻车挖斗装载机梭式矿车 胶带转载机 新汶鄂庄煤矿 一 5 3 0 m后组轨道大巷采片 J C M J 1 7 H 3 B 全 液压钻车 ， 1台 L D WZ 1 0 0 A Z WY 一 1 0 0 ／ 4 5 L 型挖斗装载机、 3辆 S D 一 4 ／ 6 B型梭式 矿车 3辆搭接 使用 2台 8 t 电机车组成的岩 巷作业线施工 ， 平均进尺 1 0 8 m ／ 月 。该作业线适用于巷道断石 1 4 m 以上的全岩巷道。 运行 方式 液压钻车打眼 ， 中深孔光 面控制爆破 ， 工作 面 矸石经挖斗装载机耙人 1 号梭式矿车 ， 3号梭式矿乍的矸石经 过胶带转载机， 直接将矸石装入剐道上的标准矿车。每台电机 车牵引 1 6辆标准矿车 ， 满足 一组列梭式矿车 的矸石全部 由 一 列车拉出的要求 ， 确保了耙计 L _j 装岩 的连续性 ， 奠现 了 ’ 装卸 同 步化。 2 重 型岩石 掘进机 机械化 作业线 采用重型悬臂式 岩石 掘进机掘进大 断 r j ． 实现岩 鉴 高效掘进 ， 改 善经济效益 ； 岩层整体性不受破坏 ； 改善支护 条 件和降低维修费用等优点 。 2 ． 1 引进重型悬臂式岩石掘进机 2 0 0 0年以来 ， 新集 、 新汶 、 淮 南矿 区红火断瑚 巷掘进 中， 分别使 用 了德 国 WA V 3 0 0型 、 奥地 利 MI M1 0 5型 、 英 国 M K 3 型重型悬臂式掘进机 ， 并取得 了较好的经沣效益。 1 WA V 3 0 0型重 型 岩石 掘进 机 ．．该 机 截 割 功 率 为 3 0 0 k W， 总机质量约 l O O t 。 2 0 0 7年用于新集刘庄煤 矿东翼岩石 运输大巷的掘进 ， 掘进断面积为 2 2 m ， 岩石为钙质细砂岩和泥 质砂岩 ， 硬度系数为 f -- 8 1 0 。 最高 门进尺 2 1 0 ． 8 m， 该矿奋斗 目 标为 2 6 0 m ／ 月 。WA V 3 0 0 重 删岩石掘进机存在 掘进 f 大 于 1 0的硬岩 不 掘ti 井斥 ‘ 大幅度下降 ， 而且截齿消耗量很大 ， 导致 “ 一 也 6 { 。 2 A HM1 0 5型重型岩石掘进机 。该掘进机截 割功率为 3 0 0 k W， 总机质量为 1 2 0 t 。用于新汶龙固煤矿二号辅助运输大 巷的掘进 ， 掘进断 面积为 2 6 m 2 ， 截 割岩石 f 1 0 ， 日进尺只有 2 ． 4 m， 经济效益不佳 。 3 MK 3型重型岩石掘进机 。该机截割功率 为 2 5 0 k W， 在 淮南潘二矿进行试验 ， 试 岩巷道断面积为 2 2 m ， 岩石为石英砂 和钙质砂岩， 硬度系数为 f 5 ， 平均进尺为 1 2 0 m ／ 月， 最高进尺 达到 1 8 0 m ／ 月 ， 截齿消耗 0 ． 5把 ， m 。 2 ． 2 引进重型悬臂式掘进机机械化作业线配置 引进的 WA V 3 0 0型 、 A HM1 0 5型 、 MK 3型重型岩石掘进机 作业线设备配置基本相同。以新汶龙固煤矿 A H M1 0 5型重型 岩石掘进机为例 ， 重型岩石掘进机机械化作业线配置如下 1 设备配置。 A H M1 0 5型重型岩石掘进机、 国产桥式胶带 转载机 、 2辆 S S B 2 0型梭式矿车 容积 2 0 m 3 , 9 0 0 m m轨距 、 8 t 电机车 、 一列标 准矿车。 2 运行方式。A H M1 0 5型重型岩石掘进机桥式胶带转 载机s s B 2 0型型梭式矿车 电机 车牵引梭式矿车运至卸矸 场 ， 将矸石再装标准矿车运输 。 2 3国产重型悬臂式岩石掘进机 引进的重型悬臂式掘进机 用于岩石硬度 系数 为 f ≤1 0的 条件下 ， 重 型岩 石掘进机能够发挥其优势 ， 具 有成巷速度快 、 掘进工效高 、 劳动强度低等优 点 ， 特别是在大断面岩巷掘进时 其优点更为突出 ， 但掘进 f 大于 1 2的硬岩时效果不佳。 在重型 岩巷掘进机切割 硬岩时 ， 如果截齿损 耗量超过 1把 ， n 1 ， 那么 就会与钻爆法相比变得不经济。 目前，国产重型悬臂式掘进机截割功率为 2 6 03 1 8 k w， 整机质量超过 1 0 0 t ， 适应巷道断面为 1 6 3 5 m 2 , 截割岩石单轴 抗压强度 达到 1 2 0 M p a ， 供电电压 l 1 4 现已处 于工业性试验 阶段。 3结语 根据各煤矿具体条件 ，因地制宦 ．J f 发 出二类大断面平巷 掘进机械化作业线 一是 、 全液压钻 车 删卸式装岩机 或挖 掘式装卸机 梭式矿车 为 ℃ 丧的液压 钻车 业 线 ；二是 以重 型岩石掘进机 桥式胶 十六， i - 。 矿车为代表的绔 拥 作业线 。 闩前 ， 我 罔液压钻车作曼 的设备匪 之 2 力和其质 量 ． 芋 本能满足岩巷掘进机械化 萤求 ，所 以 。 基 矿大断 岩巷掘 进中应优先选用液压钻车 j ， 为岩岂 达掘进 、 鸯 糕掘 成 积累经验。 参考 封 『 1 1赵学社． 煤矿高效掘进鼓， ． 弓冀嚏 { } 哿 ． 垛 茨科学≯ 术 ， 2 0 0 7 4 J 。 【 2 】王宗禹． 钻爆 法掘进 ；■连 芝 沲工， j 式的优化探讨 J j ， 煤炭科学技 术， 2 0 0 8 9 ． 【 3 】郝建 生． 悬臂 式重型掘进 机 链技 春 计[ J ] ， 蝶 岌科 学缸 术 ， 2 0 0 8 4 ． 作者简介 薛建志 1 9 5 5 一 男 ， 吉林■ ， 长春澡炭设计研 完院 ‘ 工程师， 已友 多篇 ， 一 收稿 q i 4 2 2