掘锚技术研究

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1、掘进机前配套掘锚技术研究摘要：关键词：1、前言近年来，综采快速发展的同时也暴露出综掘开拓能力严重不足，给工作面生产接续带来了巨大压力，因此急需提高综掘单进水平。掘锚一体化是继长壁综采技术之后，煤矿开采技术的又一项重大技术革新。从王庄煤矿的实际情况看，掘锚一体化无疑是实现煤巷快速掘进的一条新的有效途径。2、国内掘锚机组的发展现状我国大多数矿井煤巷综掘施工一般采用悬臂掘进机配单体锚杆钻机的作业方式，施工工序通常为：综掘机割煤、出煤后，掘进机后撤3—5m，然后将单体锚杆机人工移至工作面，连接风水管路、启动锚杆机进行打眼、安装等工作。此项工作结束后，退出锚杆机，综掘机进入工作面进

2、行新一轮的循环作业。这种作业方式存在的主要问题是综掘机开进退出非常频繁，锚杆机依靠人工频繁移动，造成辅助作业时间长，占用人员多、掘进效率低、职工劳动强度大、单进水平低。为提高煤巷锚杆支护的机械化程度，国内曾经尝试过对现有综掘机进行技术改造，相继研制了与AM50型和S100型掘进机配套的JMZ22型机载锚杆钻机，通过将锚杆钻机安装在掘进机上，掘进过程中不需退机即可进行锚杆钻装作业，提高了掘进工效，降低了工人的劳动强度。但是由于传统的掘进机在设计之初没有考虑锚杆机的配置问题，使掘锚相互干扰严重，应用效果较差。为进一步提高煤巷综掘施工的装备和技术水平，促进煤巷单进水平大幅提高，

3、实现煤巷掘进优质、快速、安全和高效，掘锚一体化是发展趋势。虽然掘锚联合机组在国外发达煤炭生产国家获得了成功应用，但是由于国外多采用多巷联合掘进，煤柱留设及巷道断面较大，而国内多采用单巷掘进、无煤柱开采，巷道断面小，同时采煤方法、巷道布置方式等方面也存在较大差异，掘锚联合机组的应用必须走引进、消化、吸收的道路，才能研制出适合中国国情的掘锚机组及其配套施工技术。掘锚一体化技术的核心是掘锚机组。由于掘锚一体化源于高产高效长壁综采的客观需要，而高产高效长壁综采又代表了当今煤矿开采技术的发展方向，掘锚机组也由此成为巷道掘进设备发展的热点。目前国际上有近10家厂商开发研制掘锚机组，已

4、有30余种机型。一条最主要的经验就是，掘锚一体化技术必须与具体使用条件结合起来，否则，这一先进技术无法达到预期效果。例如，日本太平洋(Taiheiyo)煤矿曾于1997年使用过掘锚机组(及BootEnd可伸缩胶带机尾履带牵引装置等配套设备)用于单巷掘进，因为机组尺寸与巷道尺寸不适应，加上巷道断层、底板水等问题，一直无法正常使用，不得不将两台掘锚机组以低价退给制造商。制造商经过简单维护后，又卖给两个澳大利亚煤矿，而这两个澳大利亚煤矿却对机组的使用效果非常满意，平均班成巷速度达到26m以上。从这一实例可以看出，任何先进设备都有其相应的适用条件。鉴于我矿同国外相比在岩层条件、开

5、采深度、巷道布置、巷道断面、护巷方式等方面有着明显的差异，因此，必须引进符合我矿具体条件和使用要求的掘锚机组。3、掘锚机组方案介绍王庄煤矿在2007年至2008年先后参与研发和使用了EBJ-120掘进机前配套和EBZ—150掘进机前配套机组，在井下使用都取得了良好的效果。3.1EBJ-120前配套机组由王庄煤矿、太原煤科院和约翰芬雷公司共同研发，以120掘进机为平台，搭建前配套掘锚系统。如图3-1所示：图3-1EBJ-120前配套3D图该类型掘锚机有如下特点：1）TRS临时支护系统支护强度大，工作压力在30T以上，能够满足掘进面临时支护需求。2）钻机扭矩大，支护强度高，钻

6、孔速度快，可满足各种硬度不同煤质条件下的永久支护作业。3）钻机控制阀和TRS临时支撑系统的位置布置较为合理，支护作业较为方便。存在的不足有以下几个方面：1）以120掘进机定量液压系统为动力源，整机掘进割煤作业和支护作业期间，掘进机不停机，油温难以控制。2）前配套机构体积较大，在割煤收回状态下，司机视线受到较大影响，不利于巷道的割煤成型。3）前配套整机较重，120掘进机重心发生偏移，容易造成遇地质变化时的窝机等故障。4）前配套机构较为复杂，液压系统管路较多且无防护，容易造成掘进过程中油管挂碰等故障，给检修和维护带来不便。5）前配套龙门机构较大，左右横梁移动范围小，无法直接完

7、成顶中间锚杆的打设，需要摆机才能完成打设，影响支护速度。6）前配套钻臂活动范围小，龙门机构大，对巷道的适应性较差，大断面巷道才可以正常使用。3.2EBZ－150前配套机组由王庄煤矿、佳木斯煤机公司和约翰芬雷公司共同研发，是在EBJ-120前配套的基础上，针对其在使用过程中的不足加以改进，使结构和使用性能均有了较大的改善。见图3-2所示：图3-2EBZ－150前配套结构图EBZ－150前配套有如下特点：1）前配套机构体积较小，伸缩机构较为简单方便，设计的二级伸缩油缸能够快速将前配套伸展和收回，且在收回状态下，能够很好的和150掘