国能集团神东布尔台煤矿 鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰布伦镇 017209
摘要：结合神东布尔台煤矿巷道施工实际情况，介绍了山特维克MB670型掘锚机在煤矿掘进施工的中应用，山特维克MB670型掘锚机可以实现截割、装载、支护同步，平行作业，一次可以成巷，具有支护可靠、巷道成型好、施工工艺简单和劳动强度小的特点，从而达到高产高效的目的。
关键词：掘锚一体机；快速掘进；安全高效；应用分析
1、引言
煤矿巷道掘进速度的快慢直接决定了采掘的衔接性，随着采煤机械的发展，煤矿掘进机械化水平相对比较滞后，随着采煤机械设备的投入，回采速度不断增加，目前国内广泛使用的悬臂式掘进机已经不符合现在掘进衔接的需求，掘进机械水平逐渐向掘锚一体机方向发展，掘锚一体机顾名思义就是把掘进和支护结合起来平行作业，具有单个循环进尺占用时间少和掘锚平行作业等优点，所以采用掘锚一体机可以实现截割、装载、支护平行作业，可以一次成巷。
2.掘锚一体机在煤矿中的应用分析
2.1设备特征
掘锚一体机主要的组成系统有截割系统、锚杆系统、支护系统装载系统、液压系统、行走系统、降尘系统以及主机架等。该设备的主要技术特征见表2所示。
表2 MB670型掘锚一体机技术参数
MB670型掘锚一体机机身上设有护帮板和4级顶棚，临时支护设置在载割滚筒后，可以充分保证作业人员的人身安全以及设备的稳定性。MB670型掘锚一体机采用PLC控制系统，可以自动控制载割和掏槽，另外还可以实时监控机身状况，确保设备的安全稳定性。MB670型掘锚一体机还具有以下优点：（1）在进行掏槽时，滑动机架会前移，但是履带原地不动，所以保证了底板不会受到破坏；（2）通过PLC控制系统可以实现对零水平位置和巷道载割高度的控制；（3）掘锚机通过无线遥控器进行操作，从而保证了操作人员的安全；（4）具备操作数据记录和故障记录；（5）通过巷道内吊挂的有害气体传感器和机身安装的传感器实现瓦斯的探测，进一步保证了巷道掘进的安全性。
2.2施工工艺
巷道施工方法采用掘锚机按设计要求一次切割成巷并同时完成支护工作，掘锚机、连运一号车、桥式转载机、胶带机运煤。工作面煤炭的破、落、装、运及巷道的支护均由山特维克MB670型掘锚机和后配套设备来完成。
掘进过程中，无线遥控操作山特维克MB670型掘锚机完成割煤，并实现自动装煤工序同时用掘锚机自身四台顶锚杆钻机来完成顶支护工序；用两台帮锚杆钻机和风动锚头完成帮支护工序；用连运车完成煤炭的转载和破碎工序。用防爆胶轮车完成辅助运输工作。
（1）施工顺序。施工顺序为截割→装煤、运煤→清理浮煤。掘锚机进行截割时，通过上升截割头将截割头调整至巷道的中部，行走掘锚机可以使截割头与前方煤壁接触，升起掘锚机后进行临时支撑，运转截割头与运输机，将上升载割头上升到巷道顶板后。切入到1m深煤体，然后从上往下进行载割。割到煤层底板时，收起截割头，然后截割底煤，保持巷道底板的平整性，将余煤装完后，再次将截割头调整到巷道的顶板，进行下一个循环。利用掘锚机的装载、运输机构来完成装煤工序。掘锚机上设有装载机构和输送机。掘锚机割煤时，煤落在装煤铲板上，同时圆盘耙杆连续运转，将煤炭装入中部运输机，运输机再将煤装入后面等待的连运受料斗内。
（2）支护工艺。选用掘锚机支护设备来完成铺网、打眼和锚杆安装工作。打锚杆时要严格按照掘锚机操作规程进行作业。当掘锚机支护完一个循环后，首先将钢筋网片平放在掘锚机临时大架上，然后掘锚机行走至下一个循环位置，升起掘锚机的临时大架，进行割煤。当割完一刀煤后，两边钻箱顶住顶网，升起其余的两个钻架的临时支护，安装顶锚杆进行顶支护工序。要求与上片网搭接100mm，在安装锚杆过程中用锚杆将网片连接处压实。上升钻杆使钻头顶住顶板，打眼时操纵钻机旋转阀及进给阀，进行钻眼。当钻杆钻入设计深度时，反向进给，同时继续保持钻杆旋转，将钻杆退出。取1根CK2350树脂药卷放入到眼内，然后用锚杆顶住药卷穿入到钻孔内，在锚杆底端放入搅拌器，升起钻箱直至锚杆底部到达眼口约50mm处，转动搅拌器搅拌树脂，时间约10～12S，然后上升锚杆将托盘紧贴顶板，并等待10～40S。待树脂凝固后，旋转钻箱紧固锚杆，使其扭矩不小于120 N.m，锚固力不小于80KN。下移钻箱与钻架临时支撑，调整钻架位置。顶锚杆支护按照由两侧向中间的支护顺序进行支护。
在神东布尔台煤矿巷道采用山特维克MB670型掘锚一体机设备有明显的优势，不仅可以在良好地质条件下加快巷道的掘进速度，提高掘进单进水平，而且可以在煤层变薄，遇到冲刷、断层等复杂地质构造时，确保安全、支护有效的前提下，提高掘进效率。例如神东煤炭布尔台煤矿掘锚四队在掘进22207运输顺槽过程，地质条件较好，创造了掘锚一体机单月掘进900米巷道的佳绩。神东煤炭布尔台煤矿掘锚六队在掘进12上303辅运顺槽过程，巷道遇到冲刷、断层复合构造，巷道冒顶高度最高达到2米，平均片帮深度均在1米以上，掘锚六队依然单月掘进388米，有效的解决了矿接续衔接问题。神东公司用山特维克MB670型掘锚一体机优化了作业流程，改善了施工工艺，最重要的是减少了工人的劳动强度，保证了企业的安全生产，为今后全国范围掘锚一体机的应用提供了宝贵的参考建议。
3.掘锚机在复杂地质条件下应用分析
（1）神东煤炭集团布尔台煤矿22202综采工作面回采至距离回撤通道200米范围内，遇到断层，岩石硬度较大，现有设备在短时间内无法完成末采、贯通、回撤工作，如果时间延长，工作面压力增大，会带来更大的安全隐患。经研究决定，在目前综采工作面推进位置，停止回采，采用一套掘锚设备和一套综掘机设备在综采刮板输送机煤壁侧直接对向掘进回撤通道，进行综采设备回撤。通过现场实践证明，在这种顶板压力大，随时有冒顶、片帮隐患的巷道，掘锚一体机优势明显，掘锚设备通过自身钻锚支护系统，配合掘锚机支护顶棚掩护系统，在安全条件下一次性完成顶板锚索+工字钢梁的支护工作以及后续单体对工字钢梁的二次支护工作；反观综掘系统步履维艰，同样条件下，只能掘进一米，退机利用单臂锚杆钻机完成顶板锚杆支护工作，后再架钢梁，不但效率低，工人劳动强度大而且安全隐患大。在不到一个月的工期中，掘锚系统完成了全巷道四分之三以上的工程，充分体现掘锚一体机的独特优势。
（2）神东煤炭补连塔矿22305工作面设备搬运巷掘进工程。由于受矿压影响，导致22305工作面回采困难，该面直接供给神东煤制油，如果停产，损失巨大。经过研究决定在该工作面紧急施工一条设备回撤巷，进行系统优化调整。时间紧、任务重，布尔台矿掘锚一队接到施工任务后立即组织设备搬家及新工作面设备安装。在掘进该巷道过程，掘锚一队仅利用一台掘锚机配合无轨胶轮车就完成巷道掘进工作，无需任何后配套系统，充分体现了掘锚一体系统的便捷优势。
（3）神东布尔台煤矿布尔台12上303辅运顺槽掘进工程。掘进段巷道顶板岩性为泥岩至砂质泥岩，局部为细砂岩，直接顶节理、裂隙较发育，滑面较多，顶板极不稳定、破碎易冒落，掘进过程顶板随掘随冒，平均冒落高度达1.5—2米，顶板管理难度大，巷道两帮片帮严重，平均片帮量在1米以上，底板岩性为泥岩至砂质泥岩，遇水泥化严重。该段巷道为布尔台矿三盘区12上煤揭露煤层段巷道，掘进过程中断层、冲刷构造频繁发生，在断层、冲刷等构造发育影响下煤层厚度变化较大。掘锚六队在掘进该段巷道，通过优化掘进流程，利用掘锚机后支撑起落装置配合锚杆支护系统，实现短掘短支，减小控顶距，防止发生大面积冒顶事故。
（4）神东煤炭布尔台煤矿12上302辅运顺槽掘进工程。掘锚六队在掘进至1300米至2000米段巷道，该段巷道煤质酥软，掘进过程片帮严重，片帮后煤帮仍破碎严重，单帮平均片帮量在1米以上，最深片帮量达到1.8m，为了解决这一难题，掘锚六队缩短帮部支护循环进度，同时利用1.2m、1.5m锚索钻杆套接使用完成帮锚杆钻孔工作，利用树脂套管完成树脂填装工作，利用人工加工不同长度的搅拌器，完成了树脂搅拌工作，通过各流程优化，确保了帮部支护有效，片帮问题也得到了有效控制，从而逐步提高了片帮条件下的单进水平。
4.结语
通过山特维克MB670型掘锚一体机在神东布尔台煤矿生产实践应用可知，掘锚一体机不仅可以提高巷道掘进的速度，还具有支护可靠、巷道成型好、施工工艺简单和劳动强度小的特点。在遇到煤层冲刷、顶板极不稳定、破碎易冒落和断层构造的影响下，通过采取一定措施，进行科学的组织管理，掘锚机可以在保证安全的前提下提高掘进效率，进而为矿山企业创造更大的经济效益。
参考文献:
[1]程峰.掘锚一体机在快速掘进中的应用[J];山东煤炭科技;2018第5期：138-142.
[2]关汉杰.掘锚一体机在煤矿掘进施工中的应用[J];煤;2017（213）：42-43.
[3]康结.掘锚一体机在煤巷中的应用[J];2017（6）：160-162.
论文作者:付超军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/11
标签：锚机论文; 巷道论文; 顶板论文; 布尔论文; 煤矿论文; 锚杆论文; 工作面论文; 《防护工程》2018年第23期论文;