半煤巷综掘机截割工艺优化技术
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作者: 杜洪斌
摘要：随着矿井机械化的发展，综掘机掘进工艺开始广泛应用。文章从项目背景、项目研究的主要内容、项目研究的技术路线、项目研究的主要技术难点、项目研究的创新点等方式阐述了综掘机掘进工艺的前景，描述了综掘面，讲解了综掘机使用的要求，以此来提高经济效益。
关键词：半煤巷；综掘机；截割工艺；矿井机械化；煤矿开采 文献标识码：A
中图分类号：TD421 文章编号：1009-2374（2016）29-0135-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.29.062
1 概述
1.1 项目背景
随着矿井机械化的发展，综掘机掘进工艺的广泛应用，为了提高掘进进度、工程质量，加强设备维护保养，减少设备损坏，延长设备使用寿命，减少维护投资，降低因设备故障而造成的生产影响，需要通过优化截割工艺来实现。
代池坝煤矿在3713、3916、3（13）43、5525、3961、3962半煤巷综掘的施工过程中，实施全断面综掘截割，综掘机消耗截齿量大，材料投入较多，综掘机每掘进完1条巷道都要大修，维修费用高，并造成EBZ132综掘机旋转台裂纹，先后更换2台回转台、1台伸缩部，经常停机检修，影响掘进进度，最高月进尺才180余米，同时半煤巷综掘掘进出的煤炭质量较差。针对这一情况，广大工程技术人员多次深入现场收集相关数据，研究分析，经过大家的共同努力制定出了一套切实可行、安全有效的综掘截割方法，煤巷综掘施工过程中，实施全断面综掘截割，综掘机消耗截齿量大，材料投入较多，综掘机每掘进完1条巷道都要大修，维修费用高，并造成EBZ132综掘机旋转台裂纹，先后更换2台回转台、1台伸缩部，经常停机检修，影响掘进进度，最高月进尺才180余米，同时半煤巷综掘掘进出的煤炭质量较差。针对这一情况广大工程技术人员多次深入现场收集相关数据，研究分析，经过大家的共同努力制定出了一套切实可行、安全有效的综掘截割方法，在3541、3544半煤巷试验，取得了较好的效果，降低了综掘机耗材，减少了影响，大幅度提高了煤质，提高了综掘进度，并为后综掘作业奠定了坚实的基础。
1.2 项目研究的技术路线
通过研究代池坝煤矿5#煤层的顶底板及煤层的赋存情况，结合总结以往在13#、9#、7#煤层半煤巷综掘的经验，查阅大量相关综掘技术资料，分析研究其矿压规律、围岩性质，为半煤巷综掘机截割工艺的优化提供理论依据；针对其顶、底板及煤层赋存情况，围岩性质，找出综掘机截割煤层的合适速度，截割头截齿角度与截齿合金头的硬度系数，冷却水喷雾量分析，底板岩层实施爆破，煤、矸分装分运等，总结在综掘中遇到的技术难题，并提出解决方法。
1.3 项目研究的创新点
1.3.1 煤层从下部以“Z”形向上部截割，充分利用煤层自重，在截割过程中煤层受震动，减小截割
阻力。
1.3.2 顶板岩层不截割，锚网支护，底板岩层实施爆破，避免综掘机截割岩层磨损大，减少综掘机震动，有利于煤炭和矸石分装。
1.3.3 根据煤层软硬的截割阻力大小、巷道坡度变化等及时调整截割快慢速度，避免截割电机过载、减少截齿损耗。
1.3.4 5#、13#煤层选择菲利普斯90、凯蓝莫特型90截齿合金头，9#、7#煤层选择必特克HMU135-25DN截齿合金头。
1.3.5 煤、矸分装分运提高煤炭质量，减少资源浪费，提高效益。
2 综掘面概述
3544运输巷对应地面为代池坝井田的铁匠梁和乱石窖。为山坡林地，无民房等建筑物，掘进对地面无影响。地面标高为+700～+990m，巷道标高为
+329.93～331.87m。
3544运输巷位于304采区+320m三石门以东5#煤层中。上部3542工作面正在回采，西部的3543工作面未布置，东部无5#煤层工作面。
3 综掘机使用的要求
第一，实施掘进截割操作的过程中，需全面结合巷道具体情况开展此项作业，其中包括跟巷道相关的断面形状及大小、围岩情况、大小等各方面内容。在日常实操时，需参考实情针对截割头升降与左右摆动进行合理控制，旨在正确完成该项操作。
第二，通常而言，截割头摆动截割作业开展所参照的程序为，若面对较破碎顶板，能够基于超前支护或者是留顶煤等方式应用从上到下分段实施分割；若面对的是相对较为均匀且硬度中等的煤岩，则遵循从上到下分段摆动截割顺序；若面对层节理发育软煤，对应需遵守的截割顺序是，在下部中心位置开钻，随后采取左右摆动及周边刷帮措施。
第三，在实际截割进程当中，需尽可能规避让截割头在负荷状态下实现启动，坚决杜绝持续处于过负情况中完成运转。若是截割头位于最低位置进行工作的时候，不得做出抬起铲板的操作，旨在有效规避铲板跟割臂发生相撞，促发故障问题。
第四，相较掘进机自身所具备切割能力，若岩石硬度相对较大，则需及时停止掘进机的使用，同时运用放震动炮的相应手段展开掘进工作。
第五，全面结合煤层软硬程度针对设备推进速度进行正确掌握，合理规避截电机过载等情况的不断发生。
第六，若是由于存在有过大落煤量导致过载情况行为，要求司机必须将车实时停止，及时退出掘进机设备，并采取合理处理措施。
第七，唯有让切割头处于旋转状态下的时候，方能进行煤岩切换工作，不得让切割头在带负荷状态下实现启动，实际的推进速度不能够过快，坚决杜绝其在超负状态下运行。
第八，要求司机注意不定期地实施清底与清理机体量两侧位置浮煤，在具体的扫地工作进行中，建议要一刀压一刀，不得形成硬坎问题，目的在于预防在履带前进的进程当中使之被垫得很高。
第九，对比机器龙门高度及宽度，若是煤岩已然超出，那么必须先行采取破碎措施之后方能进行装运。 第十，若油缸处于终止位置的时候则需把手柄立刻放开，尽量规避溢流阀长期处于溢流状态中，预防系统过热问题出现。
第十一，在综掘机向前实施掏槽行为的过程中，不能够让截割臂位于左右极限处。
第十二，坚决杜绝使转载机以及装载机、其他配套运输设备在超负荷状态下运行。
第十三，针对减速器以及电机等机械发生的压力变化情况与所发出的声响等实现重点关注，一旦压力表指示存在问题则需及时采取有效的停机检查措施。
第十四，当风量处于不足量状态下，若未能配备齐全的除尘设施则不得实施作业任务。
第十五，在截割机完成持续作业之后，切忌将冷却水即刻停掉，需冷却一会电机之后再将水路关闭。
第十六，若是及时检查发现了危险状况，必须立即使用紧急停止开关将电源设施关闭，针对事故原因进行细化查明，采取针对性措施力求将故障排除，正常之后方可开机继续运行。
第十七，严格要求综掘司机必须落实执行完善的交接班制度，在此注意，交接班工作应在岗位上开展。针对电缆是否存在有挤压以及撞击、漏电以及水淋等情况实施详细全面的检查工作，此外还需查看操作把手使用是否可靠灵活，每个部位对应油位油温能否满足规定要求，供电以及喷雾、供水以及冷却等装置与截齿完好性是否甚佳，跟设备相关的零部件是否具备有效性。
第十八，要求综掘机必须进行前照明灯以及尾灯的正确配备，且保证其均能够实现正常照明行为，在两侧位置使用掘进机实施作业时，应进行防止人员进入的相关栅栏设施的合理设置，同时使得栅栏门相距巷道帮间隙不能够超过300mm。
第十九，于综掘机处安装设置跟紧停按钮相闭锁的栅栏设施，同时需确保其能够充分实现灵活操作，保障设备拥有良好安全可靠性。在综掘机的日常运行中，其工作时应关闭栅栏门同时进行有效固定，不得让人员进入到其中，若其工作停止，则可敞开栅栏门，并把闭锁按钮顶紧。
第二十，若综掘机实施前进或者是后退操作的时候，必须要将警报提前发出，唯有保障截割臂周边以及铲板前方、桥式皮带机尾部前后5m范围之内没有人的时候，才能够将综掘机开动，再让其工作运行。
第二十一，开展综掘机作业的过程中，需基于内外喷雾措施应用满足降尘目标，在此应注意的是，外喷雾水压需控制在≥1.5MPa范围内，内喷雾水压需控制在≥3MPa范围内。
第二十二，在综掘机司机已经开机之后，不得让其脱离岗位，同时需配备专员进行监护，旨在保障机器安全运行。在实际的操作过程中，要求司机必须将精力集中在一起，精心实施操作，并就位于开机地附近的巷道围岩支护以及综掘机、迎头顶/帮等实际运行状况随时展开观察，一旦找出不安全因素需及时采取停电及停机措施进行处理，保障一切安全之后才能开始工作。
第二十三，综掘机开展截割工作的时候，要求人员不得出现在截割臂以及产板前方等位置处。在实现停机以后，一定要让扒装系统与截割滚筒运行停止，且滚筒向一边摆放并下落至底板时，将保护罩覆于滚筒盖上，而后方可允许人员进入实施作业。
第二十四，在综掘机完成一个循环截割操作之后，必须让机器退出碛头3m，待炮头落地之后，才能够让人员进入实施支护作业。
第二十五，若综掘机工作停止或者是处于检修状态、进行截齿更换、实现交接班等时，必须要将综掘机上全部隔离开关及时断开，与此同时，要将综掘机供电电源实时切断。
第二十六，一旦综掘机工作停止，要求截割头必须要实现落地；针对耙爪和铲煤板等各个部位进行检修并需要把截割头升起的时候，需使之升至适合高度之后，运用不低于6cm的绳套吊起截割头，并在顶板锚索位置进行绳套连接，其下方对应位置坚决不得站人，综掘机停电以及停机、闭锁，均需全面保障安全检修工作可靠实施。
第二十七，维修综掘机的时候，进行易损件更换的时候应首先使用洗油进行清洗，而后基于压风使之被吹干再完成装入，需确保均匀紧固，预防因为不均匀紧固导致偏斜行为的出现。除此之外，维修过程中应保障工具、备件以及备品、相关图纸及资料等完整齐全。
4 结语
第一，采用“半煤巷综掘机截割工艺的优化”方法前，综掘机截割岩层，虽综掘机的内、外喷雾都投入使用，但仍有截割火星出现，粉尘较大。采用“半煤巷综掘机截割工艺的优化”方法后，根据煤层硬度调整截割速度，实施岩层爆破，消除了火星，降低了粉尘，有利于瓦斯管理和工人健康。
第二，半煤巷综掘机截割工艺优化后降低设备部件故障率和损坏，减少材料消耗，每掘600m巷道可节资约10万元。
第三，提高了煤质，每掘600m巷道可增资约15万元。
第四，减少了更换截齿和设备故障的检修时间，提高了工效，加快了综掘进度。
作者简介：杜洪斌（1968-），四川盐亭人，四川省广旺能源发展（集团）有限责任公司代池坝煤矿机电副总工程师，机电工程师，研究方向：煤矿机电技术管理。
（责任编辑：秦逊玉）
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